Detector de Gas

El detector de gas es un dispositivo fundamental para la seguridad en una amplia gama de entornos de todo tipo.

Su función principal es detectar la presencia de gases peligrosos en el aire, alertando a las personas sobre posibles fugas o concentraciones peligrosas que podrían causar incendios, explosiones o intoxicaciones.

Los detectores de gas son sensores que se instalan en industrias, entornos comerciales y aplicaciones residenciales, actuando como una barrera de seguridad activa. Con el avance de la tecnología, estos detectores continúan mejorando en precisión, confiabilidad e integración con sistemas inteligentes.

La elección del detector de gas adecuado depende de las necesidades específicas de cada aplicación, considerando el tipo de gas a detectar, el rango de detección, la precisión, el tiempo de respuesta y otras características.

Imagen del detector de gas

El símbolo del detector de gas es el siguiente:

Símbolo del detector de gas
Contenidos
  1. Tipos de Gases Detectados
  2. Funcionamiento del Detector de Gas
  3. Tipos de Salida del Detector de Gas
  4. Instalación del Detector de Gas

Tipos de Gases Detectados

Los detectores de gas se clasifican según el tipo de gas que detectan. Algunos de los gases más comunes son:

Detectores de gases combustibles: metano (CH4), propano (C3H8), butano (C4H10), hidrógeno (H2), acetileno (C2H2), etc. La acumulación de estos gases en concentraciones específicas puede generar atmósferas explosivas o inflamables, representando un riesgo de incendio o explosión.

Detectores de gases tóxicos: monóxido de carbono (CO), sulfuro de hidrógeno (H2S), cloro (Cl2), amoníaco (NH3), dióxido de azufre (SO2), etc. La inhalación de estos gases, incluso en bajas concentraciones, puede ser perjudicial para la salud e incluso letal, causando intoxicaciones, asfixia u otros efectos adversos.

Detectores de dióxido de carbono (CO2): el principal objetivo de estos detectores suele ser el monitoreo de la calidad del aire, la eficiencia de la ventilación y el confort ambiental. No obstante, una alta concentración de CO2 puede ser peligrosa. En concentraciones extremas, incluso puede causar desde somnolencia y disminución del rendimiento cognitivo hasta asfixia.

Detectores de deficiencia de oxígeno (O2): estos detectores miden la concentración de oxígeno en el aire. Una baja concentración de oxígeno puede causar asfixia. En espacios confinados, minería e industrias donde se utilizan gases inertes, estos pueden desplazar el oxígeno.

Funcionamiento del Detector de Gas

Los detectores de gas utilizan diversas tecnologías para detectar la presencia de gases:

Sensores catalíticos (Pellistor): se utilizan principalmente para la detección de gases combustibles. Consisten en un filamento de platino recubierto con un catalizador. Cuando el gas combustible entra en contacto con el catalizador, se produce una combustión que aumenta la temperatura del filamento y, por lo tanto, su resistencia eléctrica. Este cambio en la resistencia es medido por un circuito electrónico que activa la alarma.

Sensores electroquímicos: se utilizan para la detección de gases tóxicos como el monóxido de carbono, el sulfuro de hidrógeno y el cloro. También se usan para medir la deficiencia de oxígeno. Consisten en una celda electroquímica que reacciona con el gas objetivo, generando una corriente eléctrica proporcional a la concentración del gas.

Sensores infrarrojos (IR): se basan en la absorción de luz infrarroja por las moléculas de gas. Cada gas absorbe luz infrarroja en longitudes de onda específicas. El sensor mide la cantidad de luz infrarroja absorbida y determina la concentración del gas. Se utilizan para la detección de gases combustibles y dióxido de carbono.

Sensores semiconductores (óxidos metálicos): la resistencia eléctrica de un material semiconductor cambia en presencia de ciertos gases. Se utilizan para la detección de una amplia gama de gases, incluyendo gases combustibles, tóxicos y vapores orgánicos.

Sensores PID (photoionization detectors): utilizan luz ultravioleta (UV) para ionizar las moléculas de gas. Los iones producidos son detectados por un electrodo, generando una corriente eléctrica proporcional a la concentración del gas. Se utilizan para la detección de compuestos orgánicos volátiles (COVs). Los COVs provienen de diversas fuentes, como pinturas, disolventes, productos de limpieza, refinerías de petróleo, industrias químicas, imprentas, etc.

Tipos de Salida del Detector de Gas

A continuación, se detallan las salidas y los métodos de aviso más comunes de los detectores de gas:

Alarma sonora: una sirena o zumbador integrado en el detector emite un sonido fuerte y distintivo para alertar a las personas en el área. La intensidad del sonido suele ser de al menos 85 dB a 1 metro de distancia.

Alarma visual: una luz LED parpadeante o un indicador en la pantalla del detector se activa para proporcionar una señal visual de la alarma. Los colores de los LEDs pueden variar según el tipo de alarma (por ejemplo, rojo para alarma de gas, amarillo para fallo).

Indicador de concentración: algunos detectores tienen una pantalla que muestra la concentración de gas detectada, generalmente en partes por millón (ppm) o porcentaje del Límite Inferior de Explosividad (LIE).

Salida de relé: la salida a relé es la más común, aunque también es posible encontrar otras opciones como la salida a transistor y la salida electrónica (SCR, Triac o MOSFET). Consiste en un interruptor electrónico que se activa cuando se detecta gas. En la salida a relé, sus contactos (NA, NC o conmutados) se utilizan para activar sirenas, luces estroboscópicas, alarmas, sistemas de ventilación o extracción de aire, cerrar válvulas de gas, etc.

Salida analógica (4-20 mA o 0-10 V): proporciona una señal continua que varía en función de la concentración de gas detectada. Se utiliza para monitorear la concentración de gas en tiempo real o para conectar el detector a un sistema de control o a un PLC (Controlador Lógico Programable).

Salida digital: algunos detectores utilizan protocolos de comunicación digital para transmitir información al panel de control o a una aplicación móvil. Los protocolos comunes son:

RS-485 (Modbus): para sistemas de detección centralizados.

BACnet: frecuente en aplicaciones de automatización de edificios.

Zigbee, Wi-Fi o Bluetooth: para detectores inteligentes en redes inalámbricas.

Instalación del Detector de Gas

La correcta instalación de los detectores es de vital importancia para garantizar su efectividad en la detección temprana de gases peligrosos. La ubicación y el método de instalación dependerán del tipo de gas que se desea detectar.

A continuación, se detallan las recomendaciones generales, divididas por tipo de gas, junto con consejos adicionales.

Detectores de Gases Inflamables

Estos detectores alertan sobre la presencia de gases que, al mezclarse con el aire en ciertas proporciones, pueden generar una explosión o incendio. La ubicación depende principalmente de la densidad del gas en relación con el aire:

Gases más ligeros que el aire: los gases ligeros, como el gas natural o el metano (CH₄), tienden a acumularse cerca del techo debido a su densidad más baja que el aire. Se recomienda:

– Instalar el detector entre 15 y 30 cm por debajo del techo, evitando esquinas y obstrucciones como vigas, muebles altos o conductos de ventilación que puedan obstaculizar la difusión del gas.

– La distancia horizontal al posible punto de fuga (caldera, estufa, etc.) debe ser de 1 a 3 metros.

– Se deben evitar corrientes de aire directas, como las de ventanas o rejillas de ventilación, que pueden diluir la concentración del gas.

– En habitaciones con techos muy altos (más de 3 metros), se aconseja bajar ligeramente la posición del detector para asegurar una detección efectiva.

Gases más pesados que el aire: los gases más pesados, como el butano (C4H10) o el propano (C₃H₈), se acumulan cerca del suelo debido a su mayor densidad. Se recomienda:

– El detector debe instalarse entre 15 y 30 cm por encima del suelo, también lejos de esquinas y obstrucciones.

– La distancia horizontal al posible punto de fuga (bombona, estufa, etc.) debe ser la misma que para los gases ligeros: de 1 a 3 metros.

– Se debe evitar la instalación en zonas bajas o huecos donde el gas pueda saturar el sensor.

– Si existen sótanos o desniveles, se recomienda instalar detectores también en esas áreas, ya que el gas pesado tenderá a acumularse allí.

Detectores de Gases Tóxicos

Estos detectores alertan sobre la presencia de gases que, incluso en bajas concentraciones, pueden ser perjudiciales para la salud.

Son gases como monóxido de carbono CO o dióxido de azufre SO2. Estos gases generalmente se mezclan uniformemente con el aire.

Se deben instalar a la altura de la respiración, que generalmente se encuentra entre 1,5 y 2 metros del suelo. Es muy común la instalación en habitaciones donde haya aparatos que puedan generar CO, como calderas, calentadores de agua, chimeneas, estufas de leña, etc.

Detectores de Dióxido de Carbono

El detector debe tener un rango de medición adecuado para la aplicación. Para la calidad del aire interior, un rango de 0-5000 ppm suele ser suficiente. Para aplicaciones industriales o en invernaderos, pueden requerirse rangos mayores.

En interiores, se debe ubicar el detector a una altura entre 1,5 y 2 metros del suelo, en una zona representativa del espacio que se va a monitorear.

Se ha de comprender los niveles de CO2 y sus efectos en la salud y el confort. En principio, niveles por encima de 1000 ppm pueden indicar una ventilación deficiente.

Detectores de Oxígeno

Los detectores de O2 suelen medir en un rango de 0-25% de volumen de oxígeno en el aire. Deben tener alarmas que se activen cuando la concentración de oxígeno descienda por debajo de un umbral seguro.

La concentración normal de oxígeno en el aire es de aproximadamente 20,9%. Niveles por debajo del 19,5% se consideran deficientes en oxígeno y pueden ser peligrosos para la salud.

En condiciones normales, el oxígeno gaseoso se distribuye de forma relativamente uniforme en el aire. La altura entre 1,5 y 2 metros suele ser adecuada.

Consejos Adicionales de Instalación

A continuación, se detallan las principales recomendaciones generales:

Seguir las instrucciones del fabricante: leer detenidamente el manual del usuario que viene con el detector. Cada modelo puede tener instrucciones específicas de instalación y funcionamiento. Seguir los diagramas y esquemas de instalación proporcionados por el fabricante.

Ubicación estratégica: instalar los detectores cerca de aparatos que utilizan gas, como calderas, calentadores de agua, estufas, cocinas, chimeneas, etc. Tener en cuenta lo siguiente:

Espacios abiertos: evitar instalar detectores en espacios cerrados o confinados, como armarios, cajones o detrás de cortinas, ya que esto puede dificultar la detección del gas.

Corrientes de aire: no instalar los detectores cerca de ventanas, puertas, ventiladores, extractores de aire o conductos de ventilación, ya que las corrientes de aire pueden diluir el gas.

Zonas con humedad o vapor: no instalar los detectores en baños, duchas, saunas o lavaderos, ya que la humedad o el vapor pueden provocar falsas alarmas o dañar el sensor.

Evitar zonas con polvo o suciedad: el polvo y la suciedad pueden obstruir el sensor y reducir su sensibilidad.

Ubicación en viviendas: si la vivienda tiene varias plantas, instalar al menos un detector en cada nivel. Instalar detectores en pasillos y zonas de paso que conecten las diferentes habitaciones, especialmente cerca de los dormitorios.

Si se instalan varios detectores, es altamente recomendable interconectarlos, ya sea mediante cable o de forma inalámbrica. De esta manera, si un detector detecta una fuga, todos los demás también sonarán, alertando a las personas.

Mantenimiento regular: probar los detectores mensualmente y reemplazar las baterías (si las usan). Los detectores tienen una vida útil limitada (generalmente entre 5 y 10 años). Consultar las instrucciones del fabricante.

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