Detección de fugas de gas en zonas peligrosas

Introducción

Si bien en el uso general la palabra "peligro" puede hacer referencia a numerosos tipos diferentes de riesgos o amenazas, la denominación de "zona peligrosa" tiene un significado muy específico. Se trata de un lugar en el que puede haber gases, vapores o polvo explosivos o inflamables en cantidad suficiente como para suponer peligro de explosión o incendio. Estas zonas suelen encontrarse con plantas de procesamiento en las que se emplean gases a presión y no es complicado darse cuenta de que las fugas de gas de dichas zonas pueden incrementar enormemente el peligro. La detección de fugas de gas desempeña un papel esencial a la hora de garantizar la seguridad del personal y las instalaciones, y requiere de equipos fiables y certificados para mitigar los posibles peligros. El uso de instrumentos no certificados en dichos entornos puede tener consecuencias catastróficas, por lo que es esencial elegir las soluciones adecuadas de detección de fugas de gas.  

Datos sobre las atmósferas explosivas

Las zonas peligrosas se clasifican en diferentes designaciones ("zonas") en función de la probabilidad y la duración de la atmósfera explosiva. La zona 0 (gas-vapor) y la zona 20 (polvo) representan ubicaciones en las que los peligros de explosión están presentes de forma continuada o persistente durante periodos prolongados. La zona 1 (gas-vapor) y la zona 21 (polvo) indican zonas en las que es probable que se produzcan atmósferas explosivas periódicamente durante las actividades normales, mientras que las zonas 2 (gas-vapor) y 22 (polvo) señalan puntos en los que es poco probable que se produzcan atmósferas explosivas o que solo existan durante lapsos breves. Entre los gases explosivos más habituales se encuentran el metano, el hidrógeno y el propano, mientras que el polvo combustible puede variar desde el carbón y el grano hasta los polvos metálicos.  

Seguridad de los instrumentos para entornos explosivos

Los instrumentos de detección de fugas de gas deben estar certificados para cumplir con estrictas normas de seguridad y garantizar la seguridad de uso en zonas peligrosas. La certificación ATEX (ATmosphères EXplosibles) de obligado cumplimiento para los equipos utilizados en la Unión Europea, pero como norma también es reconocida en muchos países de todo el mundo. Los instrumentos con certificación ATEX están diseñados para evitar las fuentes de ignición y soportar las duras condiciones de los entornos peligrosos.

La seguridad intrínseca es un principio de diseño fundamental para los equipos con certificación ATEX, e implica limitar la energía eléctrica disponible en el dispositivo para evitar chispas o efectos térmicos que podrían prender atmósferas explosivas. Se consigue mediante el uso de barreras, componentes limitadores de tensión y corriente y circuitos de diseño especial.

Además de la certificación ATEX, el grado de protección de entrada (IP) de un instrumento también es importante por la durabilidad y fiabilidad correspondientes en zonas peligrosas. Las clasificaciones IP indican el grado de protección contra la entrada de partículas sólidas y líquidos; por ejemplo, un dispositivo con clasificación IP54 está completamente protegido contra el polvo y las salpicaduras de agua desde cualquier dirección.  

Imágenes acústicas para la detección de fugas de gas

Hay varias opciones disponibles para la detección de fugas de gas, pero sin duda, uno de los métodos más sencillos, versátiles, fiables y rentables es el uso de una cámara acústica. El principio de funcionamiento de este dispositivo es fácil de entender: se deriva del hecho de que las fugas generan sonido invariablemente. A veces, se encuentra dentro del espectro perceptible por el oído humano (un siseo o una sibilancia), pero más frecuentemente pertenece al de los ultrasonidos y no puede ser escuchado directamente por el oído de una persona.  

Las cámaras por ultrasonidos incorporan una serie de micrófonos que captan los sonidos audibles y ultrasónicos de las fugas. Como es de esperar, también captan otros sonidos, pero el procesamiento de señales elimina el ruido de fondo para garantizar que en la cámara aparezcan únicamente los detalles del ruido de fuga. Mediante una matriz de micrófonos específica y ulterior procesamiento, este equipo puede determinar la dirección y calcular la envergadura aproximada de la fuga mediante una técnica conocida como "conformación de haces".  Esta información se utiliza para producir una imagen con la fuga representada por un "mapa de nubes" en el que se representa la presión sonora que se está obteniendo en la medición. Para facilitar la interpretación, el "mapa de nubes" se superpone con una imagen digital ordinaria de la planta o el equipo en el que se efectúa la investigación.

Este método de detección y localización de averías ofrece diversas ventajas, una de las más importantes es que no necesita de ningún contacto con el equipo o la instalación que vaya a examinarse. De hecho, con las cámaras MPAC de Megger, es posible detectar averías a distancias de hasta 120 m, lo que puede adquirir una relevancia excepcional en zonas peligrosas en las que la proximidad a la planta puede resultar peligrosa. El rango de funcionamiento ampliado también permite realizar inspecciones rápidas de instalaciones de gran envergadura, lo que ahorra tiempo y recursos en comparación con los métodos por contacto tradicionales.  

Otra ventaja significativa de la adquisición de imágenes acústicas es su versatilidad en la detección de fugas de cualquier gas o vapor. A diferencia de otros métodos de detección de fugas específicos para determinados gases, las cámaras acústicas se pueden utilizar para medir cualquier fuga de gas presurizado. Esto los convierte en una solución muy rentable para aquellos sectores que trabajan con diversos tipos de gases o vapores.

Las cámaras acústicas actuales, como las de la gama MPAC de Megger, están diseñadas para facilitar su uso incluso en condiciones difíciles. En la mayoría de usos, los usuarios solo necesitan establecer dos parámetros: el de rango de frecuencia y el de rango dinámico. Los mejores instrumentos incorporan una función de enfoque que permite utilizarlos incluso en entornos muy ruidosos, así como detectar y mensurar fugas localizadas. También deben calcular de forma estimada el caudal de la fuga e indicar su gravedad y posibles pérdidas económicas anuales, todo lo cual ayuda al operario a decantarse por la respuesta más adecuada al problema.

Detección de fugas de gas con certificación ATEX

A pesar de las numerosas ventajas de las imágenes acústicas para la detección de fugas en zonas peligrosas, hay que tener en cuenta una cuestión esencial: solo se pueden utilizar equipos con homologación ATEX. Puede parecer innecesario hacer hincapié en este hecho, en particular para aquellos que están acostumbrados a trabajar en entornos peligrosos, pero es importante tener en cuenta que muchas cámaras acústicas no cuentan con la pertinente homologación como ATEX, cosa que puede no quedar clara desde el primer momento. En consecuencia, siempre es necesario consultar la documentación del fabricante y confirmar que se dispone de homologación ATEX antes de utilizar cualquier cámara acústica en zonas peligrosas.

Clasificación IP para usos industriales

También se debe proceder con precaución para garantizar que una cámara acústica tenga la clasificación IP adecuada para el entorno en el que se vaya a usar. Si se utiliza en un entorno industrial, generalmente suele admitirse un grado mínimo de IP54, ya que garantiza la protección contra la entrada de polvo y humedad de la cámara.  

Conclusión

A la hora de elegir equipos de detección de fugas de gas para zonas peligrosas, la certificación ATEX es imprescindible. Es esencial verificar que el instrumento cuenta con las homologaciones pertinentes para garantizar el cumplimiento de las disposiciones en vigor y la seguridad. Asimismo, también es importante tener en cuenta la clasificación IP del dispositivo a fin de garantizar la fiabilidad en las condiciones adversas que suelen encontrarse en entornos industriales.

La toma de imágenes acústicas ha demostrado ser una herramienta valiosa para la detección de fugas de gas en zonas peligrosas, ya que ofrece ventajas únicas en comparación con los métodos tradicionales. Su capacidad para detectar fugas desde una distancia segura, sus capacidades de localización precisa y su versatilidad para detectar diversos gases hacen de ella una solución eficaz y eficiente. Es posible reducir al mínimo el escape de gases (que pueden ser potencialmente explosivos, venenosos, perjudiciales para el medio ambiente, muy costosos o incluso todas estas cosas).