El control de los gases en bancos de pruebas durante el desarrollo

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El control de los gases en bancos
de pruebas durante el desarrollo
en la industria del automovil
Los prototipos de automóviles hacen un largo recorrido antes ser lanzados
al mercado. Sus componentes de alta tecnología deben superar intensos
exámenes en bancos de pruebas con fines de desarrollo. Como el
combustible y los gases de escape están presentes en todo momento,
es necesario supervisar con precisión los tóxicos e inflamables.
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EL CONTROL DE LOS GASES EN BANCOS DE PRUEBAS DURANTE EL DESARROLLO EN LA INDUSTRIA DEL AUTOMOVIL
Minimizar los riesgos a través
de la supervisión de procesos
Cuando se desarrollan prototipos, la industria de automovil emplea
diversos bancos y cámaras de pruebas. Aquí se ponen a prueba
diferentes condiciones de carga y de funcionamiento para motores,
cajas de cambios y otros componentes clave. En las instalaciones
para desarrollo es posible simular ciertas situaciones, como cambios
climáticos, diferentes formas de conducción o influencias físicas.
A la hora de desarrollar y caracterizar los nuevos motores, los
desarrolladores de vehículos calculan y prueban el consumo de
combustible y el flujo de aire de entrada en distintas combinaciones
de equipos individuales-combustible en una variedad de
condiciones. El objetivo es optimizar la eficiencia del combustible.
El consumo de combustible y los valores de emisión de los motores
y de los convertidores catalíticos constituyen importantes
indicadores de estos ciclos de prueba. Se utilizan posteriormente
para demostrar la compatibilidad con la normativa nacional
e internacional, como la Directiva de Aire Limpio.
Los combustibles que se utilizan en estas pruebas son explosivos
y con frecuencia tóxicos. Por otra parte generan gases de escape
igualmente peligrosos cuando se queman. La máxima prioridad es,
por lo tanto, garantizar que los empleados que realizan estas pruebas
estén protegidos frente a los efectos potencialmente nocivos.
COMBUSTIBLES Y COMPONENTES
PRESENTES EN LOS GASES DE ESCAPE
Combustible
Componentes de escape (gases)
Gasolina/Diésel
Agua, dióxido de carbono, monóxido
de carbono, residuos sin quemar
de hidrocarburos, monóxido de
nitrógeno/óxidos de nitrógeno.
Gas natural,
gas líquido (LPG)
Agua, dióxido de carbono, monóxido
de nitrógeno/óxidos de nitrógeno
Hidrógeno
Agua, trazas de monóxido de
nitrógeno/óxidos de nitrógeno
Etanol/metanol
Agua, dióxido de carbono, monóxido
de nitrógeno/óxidos de nitrógeno
También debe procurarse mantener a nivel mínimo el riesgo que
supone someter los prototipos de alta tecnología o los propios
bancos de pruebas a los daños por fuego o explosión durante el
procedimiento de prueba. Estos y otros riesgos posibles deben
tenerse en cuenta y valorarse como parte de la evaluación de
riesgos. El concepto de seguridad se establece en consecuencia.
¿Qué peligros pueden evitarse o reducirse al desplegar la tecnología
de seguridad apropiada?
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Cuando se trata de supervisar sustancias explosivas y tóxicas
y registrar el contenido de oxígeno en los bancos y cámaras de
pruebas, los dispositivos de detección de gas y los detectores de
llamas con capacidad para reaccionar rápidamente y de manera
fiable son una excelente opción. Forman, junto con una unidad de
control, un elemento esencial para los planes de emergencia.
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¿Qué riesgos deben tenerse en cuenta?
Cuando se forman gases de escape, existe un riesgo para la salud.
A menudo no se trata simplemente de supervisar combustibles
convencionales o combinaciones de combustibles como la gasolina
o el diésel, sino también combustibles alternativos, como el gas
natural, el gas líquido (LPG), el hidrógeno y el alcohol.
Los gases de escape de los motores de combustión también contienen
una gran cantidad de gases y condensados en función del tipo de
combustible que se utilice. La supervisión de fugas potenciales es
fundamental, puesto que incluso pequeñas concentraciones de gas
pueden tener unas consecuencias catastróficas.
Los combustibles se consideran líquidos inflamables. No obstante,
no solo es inflamable el líquido, sino también, sin excepciones, su
estado gaseoso, ya que puede combinarse con el oxígeno del aire
y generar una mezcla inflamable. El límite de explosión más bajo
(LEL) es una forma de medir el riesgo potencial. Esto se indica
a través del punto de ignición. Cuando se evalúa el riesgo, el punto de
ebullición del combustible es una característica más a tener en cuenta.
Si el material está en estado gaseoso por debajo de su punto de ebullición,
se conoce como vapor. Los vapores siempre se mantienen equilibrados
con su fase líquida—se condensan y se evaporan según la temperatura.
Con el fin de mantener al mínimo los riesgos de exposición y salud de
los empleados, es importante comprobar y registrar el cumplimiento
de los valores límites de exposición en el trabajo.
EJEMPLOS DE VALORES LÍMITE
PARA EXPOSICIÓN OCUPACIONAL
Sustancias
peligrosas
Norteamérica
Alemania
Monóxido de carbono
25 ppm (TWA)
30 ppm (TWA)
Dióxido de carbono
5000 ppm (TWA) 5000 ppm (OEL)
Monóxido de nitrógeno 25 ppm (TWA)
0,5 ppm (MAC)
Óxidos de nitrógeno
0,5 ppm (MAC)
0,2 ppm (TWA)
Clave: TWA: tiempo promedio ponderado; OEL: límite de exposición ocupacional;
MAC: concentración máxima admisible
INDICADORES IMPORTANTES DE COMBUSTIBLES SELECCIONADOS
Combustible
Punto de ebullición
Punto de ignición
LEL
Gasolina (sin plomo)
De 30 a 215 °C
-20 °C
0,6 % vol.
Diésel
De 163 a 257 °C
55 °C
0,6 % vol.
Propano*
De -48 a -1 °C
-104 °C
2,0 % vol.
Butano*
-0,5 °C
-60 °C
1,4 % vol.
Hidrógeno
-252,76 °C
—
4,0 % vol.
Etanol
78 °C
12 °C
3,1 % vol.
Metanol
-161,5 °C
9 °C
4,4 % vol.
Fuente: Dräger VOICE (otras fuentes: véanse las notas a pie de página).
Clave: LEL: límite inferior de exposición: *componente de gas natural/gas líquido (LPG)
1 Fuente: Dräger brochure Einführung in die mobile Gasmesstechnik [Introducción a la tecnología de medición fija de gas], página 10.
2 Ibid.
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Condiciones extremas — también en la detección de gases
En los bancos de pruebas la solidez de los motores o el
prototipo entero también se someten a pruebas en diversas
condiciones ambientales. En esta simulación hay variaciones
extremas de temperatura y humedad, así como diferentes
condiciones atmosféricas (por ejemplo, lluvia y viento).
Temperaturas extremadamente altas no son, por lo tanto, inusuales
en las cámaras de pruebas. Esto aumenta el riesgo de explosión en
las instalaciones donde se realizan las pruebas. Por esta razón, es
necesario supervisar permanentemente la atmósfera para controlar
la concentración de gases y vapores inflamables.
RIESGO DE TÓXICOS E
INFLAMABLES EN CÁMARAS DE PRUEBAS
Las condiciones de temperatura
en las cámaras de pruebas de
motores pueden ser variables.
y
CH SO
2
NOX
CO
Los combustibles involucrados
en las pruebas de motores
generan gases de escape,
tóxicos e inflamables.
Además, el aire acondicionado de las cámaras de pruebas dependen
de los agentes refrigerantes como el amoniaco, que también
resultan nocivos si se producen fugas en altas concentraciones
(TWA/Norteamérica: 25 ppm: AGW/Alemania: 20 ppm) y por
lo tanto, debe supervisarse.
Soluciones personalizadas para
infraestructuras nuevas o actuales
Para supervisar ambientes inflamables o tóxicos en instalaciones de
pruebas para el desarrollo, se adapta cada sistema de detección de
gas a las características de cada ubicación individual: Los factores
clave comprenden el tipo de material peligroso que se utiliza y las
concentraciones previstas, así como las condiciones del espacio
y los procedimientos propios del trabajo.
VX-450410/
© Dräger
CO2
Según las especificaciones de la cámara de pruebas individual,
la temperatura puede variar entre -40 °C y +90 °C. En muchos
casos, la humedad en las instalaciones de pruebas puede variar
desde el 5 % hasta el 95 % de h.r. Estas condiciones en particular
representan a menudo el máximo desafío, tanto para los objetos
sometidos a prueba como para los dispositivos de detección de
gas. Los cambios de temperatura y humedad pueden derivar en
la formación de condensación, lo que afecta a la precisión de la
medición. Por eso una configuración bien diseñada de la medición
influye directamente en el concepto de seguridad fiable.
3 h.r.: humedad relativa
4 Fuente: Dräger VOICE®;
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LA CONSULTA : BASE PARA SELECCIONAR CASOS DE APLICACIÓN INDIVIDUALES
Información básica importante
para una consulta
Sustancias a supervisar y sus
concentraciones potenciales
Posibles interferencias
Sistemas de ventilación existentes
Análisis de riesgos
y valoraciones de seguridad
Zonas de explosión
Requisitos oficiales
Requisitos ambientales
y de instalación
Fuente de alimentación
Interfaz con sistemas existentes
Posibles condiciones previas para la
seguridad funcional
(según la norma EN/IEC 61508 SIL)5
Resultados de la consulta
Principios adecuados del sensor
Medidas de emergencia
Definición de los umbrales de alarma
Colocación adecuada del sensor
Componentes de protección contra
explosiones
Lugares para instalar dispositivos de
detección de gas y unidades de análisis
Integración de los componentes
actuales del sistema
Transferencia de señales
Concepto de mantenimiento
Suministro de gases para calibración
Calendario del proyecto para la instalación
del sistema de detección de gas6
5, 6 Más que la suma de sus partes. Tecnología de medición de gas fija sistemática Dräger Safety, 2010.
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¿QUÉ TECNOLOGÍAS DE DETECCIÓN SON APROPIADAS PARA CADA COMBUSTIBLE DE PRUEBA?
Combustible
Componentes
Tecnologías de detección apropiadas
Gasolina
Mezcla de hidrocarburos
IR o Cat-EX
Diésel
Mezcla de hidrocarburos
IR
Gas natural
Metano
IR o Cat-EX
Gas líquido
Metano
IR o Cat-EX
Hidrógeno
Hidrógeno
Cat-EX
Etanol
Etanol
IR o Cat-EX
Metanol
Metanol
IR o Cat-EX
Otro factor de extrema importancia es la decisión sobre la tecnología
de medición y de detección apropiada: reacción electroquímica,
infrarrojos (IR) o señal de calor catalítico (Cat-EX). Para la
supervisión de diésel, puede utilizarse un sensor por infrarrojos (IR).
No hay dos sistemas detectores de gas iguales
ST-13637-2007
El diseño modular de los dispositivos fijos de medición de gas los
convierte en sistemas muy flexibles, lo que implica que pueden
integrarse en infraestructuras ya existentes. Los dispositivos
individuales pueden combinarse entre sí fácilmente, lo que permite
una integración total en el importante concepto de seguridad.
La correcta colocación del dispositivo de medición de gas resulta
imprescindible para evitar interferencias con los sensores causadas
por una posible condensación. Esto se logra procurando que la
temperatura del sistema de detección de gas sea constante, y más
alta que la temperatura del aire ambiente. Esto también reduce
el impacto de las variaciones de temperatura en los sensores. Si
la temperatura en el área de pruebas sobrepasa la temperatura
específica del sensor, los sensores deberán colocarse en el exterior
y los sistemas de succión en el interior para supervisar así las
concentraciones de gas a distancia.
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Condiciones óptimas para la correcta
ejecución de las pruebas de desarrollo
La gama de productos incluye una amplia variedad de Dräger
Sensors® para supervisar más de 400 gases y vapores inflamables
o tóxicos en unidades de concentración desde % de vol. y % de
LEL hasta ppm. Los sensores se han desarrollado y fabricado con
precisión por Dräger. Los materiales utilizados han superado los
más estrictos controles de calidad. Los sensores Dräger ofrecen
una respuesta particularmente rápida ante diversos gases y
vapores, y destacan por su excelente resistencia para detectar
sustancias tóxicas.
ST-1150-2008
Nuevas instalaciones, ampliaciones o reubicaciones: Durante
más de 75 años, Dräger se ha dedicado a diseñar dispositivos
de medición de gases que funcionan con fiabilidad no solo en
condiciones de laboratorio, sino también en condiciones reales.
Un sistema de detección de gases que ayuda a identificar las
emergencias reales y que evita falsas alarmas es un elemento
importante dentro del concepto de seguridad fiable y eficiente. Los
fabricantes de coches necesitan poder confiar en una tecnología de
medición de gas fiable. Dräger les ayuda a elegir el sistema idóneo
para sus necesidades, tiene en consideración todas las normativas
pertinentes sobre seguridad y contribuye a que tomen la decisión
de compra correcta e implementen finalmente el sistema elegido.
www.draeger.com
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Dräger Safty AG & Co. KGaA
Revalstraße 1
23560 Lübeck
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