07._monitoreo.pdf

Cuerpo de Bomberos de Conchal SPTIMA COMPAA C A P I T A N I A Depar tamento de Estudios e Instrucc iones

CURSO OPERADORES HAZ-MAT NIVEL II Mon i t oreo

NOTAS:______________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

(Revisin: Julio 2007) Monitoreo MP 7 - 1

MMAANNUUAALL DDEELL PPAARRTTIICCIIPPAANNTTEE

77

MONITOREO

OBJETIVOS: Al finalizar la leccin el participante ser capaz de: 1. Conocer la importancia de realizar mediciones en la atmsfera de trabajo. 2. Nombrar diferentes tipos de instrumentos de medicin existentes en el mercado. 3. Conocer la importancia del LEL y el UEL en funcin del porcentaje ptimo de oxigeno

necesario. 4. Conocer caractersticas generales de los equipos de monitoreo utilizados.



NOTAS:______________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________


1. Introduccin Es importante mencionar que este apunte tcnico est orientado principalmente a dar a conocer, como cultura general, que existen variados y sofisticados instrumentos de medicin, que son de alto costo, que muy pocos Cuerpos de Bomberos de Chile cuenta con ellos, ya que estn dirigidos principalmente a la industria, razn por la cual, en el curso se ver en forma prctica el uso de uno de ellos. Por todo esto, es que es de vital importancia que un operador est capacitado para interpretar las lecturas que dan estos verdaderos computadores porttiles, diseados para trabajar y ser manipulados en ambientes hostiles, cualquiera sean stos. Las respuestas a los Incidentes Haz-Mat requieren de preparacin cuidadosa y puntual para reducir los riesgos. La seguridad y salud del equipo de respuesta como del pblico en general debe ser protegida. Los instrumentos del Monitoreo entregan informacin necesaria para determinar que requerimientos tienen que reunirse. Usados correctamente, estos instrumentos proporcionan datos que ayudan al personal de respuesta a determinar: - El potencial o efectos reales sobre el ambiente. - Riesgos pblicos a la salud. - Acciones para mitigar los peligros, segura y efectivamente. El ideal de un instrumento de monitoreo es que sea porttil, apto para generar resultados confiables, sensitivo, selectivo y que sea de total seguridad. Muchos peligros pueden presentarse en un Incidente Haz-Mat. Del punto de vista del MONITOREO, pueden darse cuatro condiciones: - Atmsfera deficiente de oxgeno - Atmsferas explosivas - Atmsferas txicas - Medio ambiente radioactivo. El oxgeno de lugares confinados puede bajar drsticamente en su porcentaje, ya sea por combustin, reacciones de oxidacin o desplazamiento por otros gases o vapores ms pesados. Esto no puede ser detectado a simple vista, por lo que el uso de instrumentos que vigilen que este porcentaje est entre 19,5% y 20.8%, es fundamental. Para atmsferas explosivas, el indicador de gas combustible es uno de los instrumentos ms finos para examinar un sitio. Las lecturas se miden por la concentracin de un vapor o gas inflamable en el aire, indicando los resultados en porcentaje del lmite explosivo ms bajo del gas (LEL). EL Lmite ms Alto es el UEL. Arriba de ste hay insuficiencia de oxigeno para sostener la combustin y bajo el LEL hay insuficiencia de combustible para mantener la ignicin.



NOTAS:______________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________


Para atmsferas txicas existen variados instrumentos de monitoreo que debern ser seleccionados por PROFESIONALES QUIMICOS. As encontramos: - Detectores Fotoionizadores (PID) - Ionizacin de Flama (FID) - Tubos Colorimtricos de Lectura Directa - Desorbedores Trmicos Programados (PTD) - Monitores de Vapores Orgnicos (OVM). - Instrumentos medidores de pH. Cada cual ser usado por profesionales qumicos, que efectuarn mediciones iniciales y luego durante todo el desarrollo del procedimiento, como tambin una vez terminado ste, para declarar una zona segura y libre de contaminacin. A continuacin se hace una breve resea de las ventajas y desventajas de algunos instrumentos en comparacin con otros, pero como mencionramos anteriormente, est orientado para saber su funcionamiento, pero en la prctica no contamos con ellos para demostrarlo. La VIGILANCIA DEL AIRE es muy importante durante todas las operaciones de respuestas a Materiales Peligrosos. Existen cuatro tipos de vigilancia: Condiciones peligrosas (oxgeno, condiciones inflamables o explosivas, niveles txicos) El Permetro El Personal Peridicamente

2. Instrumentos

Indicador de Oxgeno a) Aplicacin Los indicadores de oxgeno (O2), tambin conocidos como oxmetros, son equipos que sirven para medir la concentracin de oxgeno en la atmsfera, normalmente en el intervalo de 0 a 25%. Estos equipos se usan para monitorear atmsferas donde:



NOTAS:______________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________


Se necesite proteccin respiratoria: el aire generalmente posee 20,8% de oxgeno. De esta manera, si el oxgeno es inferior a 19,5% en el aire, el lugar se considera con deficiencia de oxgeno, lo que exige el uso de proteccin respiratoria especial (por ejemplo, equipo autnomo de respiracin).

Un aumento de la concentracin de oxgeno puede causar riesgo de combustin: generalmente las concentraciones de O2 superiores a 25% se consideran ricas en oxgeno, lo que aumenta el riesgo de combustin.

Se utilizarn otros equipos: algunos instrumentos requieren una cantidad suficiente de oxgeno para su operacin. Por ejemplo, los indicadores de gas combustible no presentan resultados cuando la concentracin de oxgeno est por debajo de 14%. Adems, la seguridad intrnseca de los instrumentos es vlida para atmsferas normales y no para atmsferas ricas en oxgeno.

Hay contaminantes: una disminucin en la concentracin de oxgeno se puede deber a su consumo (por la reaccin de combustin u oxidacin) o por el desplazamiento del aire por una sustancia qumica.

b) Principio de operacin El indicador de oxgeno posee dos componentes principales para su operacin: el sensor de oxgeno y el mostrador de la medicin. En algunas unidades, el aire se aspira hacia el detector de oxgeno a travs de una bomba aspiradora; en otras, el aire se aspira por difusin hasta el sensor. El detector de oxgeno se vale de un sensor electroqumico para determinar la concentracin de oxgeno en el aire. El sensor es una clula galvnica compuesta de dos electrodos, un ctodo de oro y un nodo de plomo, ambos insertados en una solucin electroltica bsica. Las molculas de oxgeno atraviesan la membrana hasta llegar a la solucin. Las reacciones entre el oxgeno, las soluciones y los electrodos producen una corriente elctrica proporcional a la concentracin de oxgeno. La corriente atraviesa el circuito elctrico e indica una seal resultante amplificada como una deflexin del puntero medidor en la lectura digital; el resultado se expresa en porcentaje del volumen de oxgeno. c) Interpretacin de resultados Este equipo es de lectura directa y se debe calibrar slo en la altitud donde ser utilizado. El resultado aparecer directamente en el mostrador del instrumento. d) Limitaciones y consideraciones Las altas concentraciones de dixido de carbono (CO2) disminuyen la vida til del sensor de oxgeno. Por lo general, el equipo se puede usar en atmsferas con ms de 0,5% de CO2 slo con el reemplazo frecuente del sensor. La vida til en una atmsfera normal (0,04% de CO2) puede variar desde una semana hasta un ao, segn el diseo del fabricante.



NOTAS:______________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________


Las altas temperaturas pueden influir en la respuesta del indicador de oxgeno. El intervalo normal para la operacin del equipo vara entre 0 C y 49 C. En intervalos que oscilan entre 32 C y 0 C, la respuesta del equipo es lenta. En intervalos inferiores a 32 C, el sensor se puede daar debido al congelamiento de la solucin. El equipo se deber calibrar en la misma temperatura en que ser utilizado. La operacin de los medidores de oxgeno depende de la presin atmosfrica absoluta. La concentracin natural del oxgeno es una funcin de la presin atmosfrica en una determinada altitud. Dado que el porcentaje de oxgeno no vara con la altitud, el peso de la atmsfera en el nivel del mar es mayor y, por lo tanto, si se compara con altitudes mayores, hay una compresin mayor de molculas de oxgeno y de otros componentes del aire dentro de un determinado volumen. A medida que la altitud aumenta, esta compresin disminuye, y tambin disminuye el nmero de molculas de aire comprimidas en un determinado volumen. De esta forma, un indicador de oxgeno calibrado en el nivel del mar y operado en una altitud de algunos millares de pies, proporcionar medidas incorrectas. Esto indica una deficiencia de oxgeno en la atmsfera debido a una menor cantidad de esas molculas que son "empujadas" hacia el sensor. Por consiguiente, es necesario calibrar el equipo en la misma altitud donde se utilizar.

Lectura directa de Gases y Vapores (tubos colormetros) a) Aplicacin La lectura directa de los instrumentos permite determinar rpidamente la concentracin de gases y vapores en el aire. Esta lectura se puede definir en aparatos en los que el instrumento toma las muestras y anlisis directamente y la informacin necesaria se puede leer en una pantalla o mostrador o indicador. Un instrumento de lectura directa ideal deber ser capaz de muestrear el aire en el lugar de trabajo o de la ocurrencia del accidente, y definir la concentracin de las sustancias muestreadas. El sistema de tubo detector colorimtrico est compuesto por dos elementos bsicos: la bomba detectora de gases y los tubos colorimtricos indicadores (tubos reactivos). Las bombas detectoras de fuelle o de pistn pueden succionar un volumen fijo de aire (generalmente 100 cm3) con slo una bombeada. El tubo detector es de vidrio hermticamente sellado y contiene materiales slidos granulados como slice gel, almina o piedra pmez impregnados con una sustancia qumica que reacciona cuando el aire que atraviesa el tubo contiene un contaminante especfico o un grupo de contaminantes. b) Principio de operacin Antes de iniciar la medicin, se debe probar la hermeticidad de la bomba detectora de gases. Para este fin, se deber seguir la siguiente secuencia de operaciones:



NOTAS:______________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________


comprimir toda la bomba detectora de gases o bomba de fuelle (pliegues); tapar con el dedo el lugar donde se insertar el tubo reactivo (cabeza de la bomba); sin quitar el dedo de la cabeza de la bomba, abrir la mano; si el pliegue regresa, entonces hay fuga de aire en la bomba de fuelle. c) Interpretacin de resultados La lectura en los tubos reactivos es relativamente simple y se puede observar directamente a travs del cambio de coloracin indicado en la escala graduada impresa en el cuerpo del tubo. Por lo general, la unidad de medida est indicada en ppm (partes por milln). Para algunos tubos reactivos que no poseen escala, se debe aspirar un volumen suficiente de muestra (indicado en las instrucciones de uso) que permita que el color de la capa reactiva logre la coloracin patrn indicada en el tubo. En ese caso, el valor de la concentracin ser inversamente proporcional al nmero de aspiraciones. Cuando el cambio de color no es homogneo, se considera el valor de lectura de mayor extensin obtenida en el tubo. d) Limitaciones y consideraciones Antes de realizar la medicin, es muy importante leer las instrucciones de uso del tubo reactivo que se usar para poder conocer la coloracin final obtenida en el tubo despus de la lectura, as como las posibles interferencias con otras sustancias, temperatura y humedad. La desventaja de los tubos detectores es el bajo nivel de exactitud y precisin. El National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) ha probado y certificado tubos detectores sometidos a sus ensayos. Los valores relativos de precisin fueron de 35% a 50% del lmite de exposicin. Las bajas o altas temperaturas retardan o aceleran la reaccin qumica que se produce en el interior del tubo y, en consecuencia, el tiempo de respuesta, lo que influye directamente en la veracidad de los resultados. Para reducir este problema, se recomienda mantener los tubos en lugares ventilados. Las altas temperaturas aceleran la reaccin y pueden causar un problema de decoloracin de la capa reactiva sin que el contaminante est presente. Esto tambin puede ocurrir en los tubos an no usados. Por ello, los tubos se deben almacenar a temperaturas moderadas o inclusive refrigerar para prolongar su vida til. Algunos tubos reactivos poseen una capa prefiltrante para eliminar la humedad u otras sustancias que pueden interferir en la medicin. Las instrucciones de los fabricantes incluyen factores de correccin que se utilizarn cuando la humedad interfiere en las mediciones realizadas.



NOTAS:______________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________


Las sustancias qumicas usadas en los tubos se deterioran con el tiempo. Por lo tanto, se debe observar el periodo de validez indicado en sus embalajes (de uno a tres aos). Cada tubo detector est diseado para medir un gas especfico como el gas sulfhdrico, cloro, vapor de mercurio, entre otros. Como un tubo detector no se puede aplicar a todas las sustancias, se debe tener mucho cuidado para que las interferencias de las sustancias no invaliden los resultados de las muestras. Muchos vapores y gases comunes reaccionan con los mismos productos qumicos o presentan propiedades fsicas similares, lo que puede conllevar a lecturas falsas, altas o bajas, de la sustancia muestreada. Los resultados obtenidos por el sistema de tubos colorimtricos no deben, bajo ninguna circunstancia, ser la nica evidencia de la presencia o ausencia de un determinado contaminante. stos se deben usar conjuntamente con otras pruebas o informacin que confirmen la identidad de una sustancia desconocida en la atmsfera. Adems de las mediciones cuantitativas, el detector tambin puede realizar mediciones de carcter cualitativo.

Detector de Foto-Ionizacin (Photoionization Detector = PID) a) Aplicacin Debido a su capacidad de detectar una gran cantidad de productos qumicos, los instrumentos de anlisis de vapores totales se usan para la caracterizacin y reconocimiento de las sustancias presentes en el rea monitoreada. Si bien los fotoionizadores no identifican las sustancias qumicas presentes en el lugar, s indican las reas que presentan concentraciones ms elevadas en relacin con las dems, lo que permite conocer las reas de trabajo con mayores niveles de concentracin. Si se conocen los contaminantes, estos instrumentos pueden ser tiles para evaluar el nivel de exposicin. Los resultados obtenidos pueden ofrecer una concentracin aproximada, la cual permitir elegir el nivel de proteccin. b) Principio de operacin Los fotoionizadores detectan concentraciones de gases y vapores a travs del uso de una fuente de luz ultravioleta que ioniza el contaminante en el aire. Cuando un fotn de radiacin ultravioleta alcanza un compuesto qumico, ste ioniza su molcula, siempre que la energa de radiacin sea igual o mayor que el potencial de ionizacin de tal compuesto.



NOTAS:______________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________


Al ser partculas cargadas, los iones se pueden recolectar en una placa cargada y producir corriente elctrica. La corriente medida ser directamente proporcional al nmero de molculas ionizadas. c) Interpretacin de los resultados En algunos casos, las concentraciones elevadas de ciertos productos presentan distorsiones en los resultados (valores bajos), debido a que ciertas concentraciones no son lineales. Para obtener la concentracin real de la sustancia en estudio, se usa la siguiente relacin: lectura del instrumento Concentracin real = ------------------------- respuesta relativa d) Limitaciones y consideraciones Se ionizarn gases con potencial de ionizacin menor o igual al de la lmpara usada. El potencial de ionizacin de los principales componentes del aire atmosfrico (oxgeno, nitrgeno y gas carbnico) vara entre 12,0 eV y 15,6 eV, sin ser ionizados por las lmparas disponibles, ya que no son importantes durante el monitoreo de contaminantes gaseosos. De esta forma, la lmpara con mayor potencial de ionizacin normalmente usada es la de 11,7 eV. La humedad puede causar algunos problemas. Cuando el instrumento todava no est caliente y se lleva a una atmsfera clida y hmeda, esa humedad puede condensarse en la lmpara y reducir la luz emitida. La humedad del aire tambin reduce la ionizacin de las sustancias que se van a monitorear y provocan una reduccin en la medicin. El fotoionizador no responde a determinados hidrocarburos de bajo peso molecular, como el metano y etano ni a ciertos gases y vapores txicos como el tetracloruro de carbono y gas cianhdrico, que tampoco se pueden detectar debido a su alto potencial de ionizacin. Algunos modelos de fotoionizadores no son intrnsecamente seguros y para utilizarlos en atmsferas potencialmente inflamables o combustibles, se requiere un indicador de gas combustible. Actualmente, se dispone de modelos intrnsecamente seguros. Las lneas de alta tensin, los transformadores de energa, adems de la electricidad esttica pueden interferir durante las mediciones. Si se usa una lmpara, la intensidad de la luz disminuir. sta tendr la misma energa de ionizacin pero la respuesta ser ms lenta. Esto se podr detectar durante la calibracin y ajustes del instrumento.



NOTAS:______________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________


Algunos equipos tienen conexiones para la interface con una computadora personal (PC) y un registrador de datos para almacenar lecturas de diversos puntos de muestreo, de modo que se puedan transferir a una computadora. e) Calibracin Los fotoionizadores se calibran para un producto qumico especfico. La respuesta del instrumento para otras sustancias qumicas se podr obtener del fabricante, quien proveer cuadros y curvas de correccin.

Detector de Ionizacin por Llama (Flame Ionization Detector) - Puede detectar un rango amplio de compuestos orgnicos (no puede medir inorgnicos) - Usa una llama, no una lmpara ultravioleta

LIMITACIONES:

* Necesita experiencia para su uso * No se usa bajo los 10C * Muy pesado

Indicador de gas combustible (explosmetro) a) Aplicacin Los explosmetros son aparatos para medir las concentraciones de gases y vapores inflamables. Cuando ciertas proporciones de vapores combustibles se mezclan con el aire y existe una fuente de ignicin, se puede producir una explosin. Los lmites de concentraciones sobre los que ocurre esto, se denominan lmite de explosin, e incluye todas las concentraciones en que se produce una chispa o fuego cuando la mezcla entra en ignicin. La menor concentracin se conoce como lmite inferior de explosin (LIE, LEL) y la mayor, como lmite superior de explosin (LSE, UEL). Las mezclas inferiores al LIE (LEL) son muy pobres para combustionar y las mezclas sobre el LSE (UEL), son muy ricas. En los instrumentos ms simples (explosmetro), slo se proporciona una escala, generalmente con lecturas de 0 a 100% de volumen del LIE (LEL). Para representar los gases combustibles o grandes concentraciones de gases, se usa el porcentaje del volumen, en donde 1% de volumen corresponde a 10.000 ppm.



NOTAS:______________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________


Estos equipos no detectan la presencia de neblinas explosivas, combustibles ni atomizadas como aceites lubricantes y polvos explosivos, debido a que estas mezclas son retenidas en un filtro de algodn. Si ellas entraran en el explosmetro, podran contaminar el catalizador de platino. Los explosmetros permiten obtener resultados cuantitativos pero no cualitativos. Es decir, es posible detectar la presencia y concentracin de un gas o vapor combustible en una composicin de gases, pero no se pueden distinguir las diferentes sustancias presentes. b) Principio de operacin Los indicadores de gas combustible se valen de una cmara interna que contiene un filamento que sufre combustin ante la presencia de un gas inflamable. Para facilitar la combustin, el filamento es calentado o revestido con un agente cataltico (como platino, paladio o ambos). El filamento forma parte de un circuito resistor balanceado denominado Puente de Wheatstone. En uno de los lados del puente, el aire que se va a muestrear pasa sobre un filamento calentado a una temperatura alta. Si el aire contiene un gas o vapor combustible, el filamento calentado produce combustin y libera un calor adicional que aumenta la resistencia elctrica del filamento. El otro lado del puente contiene un filamento sellado semejante y calentado de forma idntica, pero sin corriente elctrica. Este filamento sellado anula todos los cambios en la corriente elctrica y la resistencia debido a las variaciones de la temperatura ambiente. El cambio que se produce en la variacin de la resistencia de la corriente elctrica en los filamentos, durante el paso del flujo de muestra, se debe a la presencia de gases combustibles. Estos cambios en la corriente elctrica estn registrados como porcentajes del LIE (LEL,lmite inferior de explosin) en el mostrador del instrumento. c) Limitaciones y consideraciones La sensibilidad y precisin de los indicadores de gas combustible pueden estar influidas por varios factores. stos incluyen la presencia de polvo, alta humedad y temperaturas extremas. Por estas razones, la sonda de muestreo de muchos modelos debe disponer de un filtro de polvo y un agente secante. El equipo no se debe usar en ambientes extremadamente fros ni calientes porque tales temperaturas interfieren en la respuesta del instrumento. La presencia de siliconas, silicatos y otros compuestos que contienen silicona, pueden perjudicar seriamente la respuesta del instrumento. Algunos de estos materiales contaminan rpidamente el filamento, lo que impide que funcione correctamente. El plomo tetraetilo, presente en algunos tipos de gasolina, produce un slido combustible que se deposita en el filamento y causa prdida de sensibilidad. Si se sospecha la existencia de gasolina en el lugar que se va a monitorear, ser necesario verificar el instrumento despus de cada uso. Otro mtodo para prevenir la contaminacin por el plomo, es el filtro inhibidor que se coloca en la cavidad del filtro del instrumento patrn. Este filtro produce una reaccin qumica con los vapores de plomo



NOTAS:______________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________


tetraetilo y genera un producto de plomo ms voltil para la combustin, lo que previene la contaminacin del filamento cataltico de platino. Los indicadores de gas combustible se deben usar en atmsferas normales de oxgeno. La concentracin mnima de oxgeno para permitir el funcionamiento perfecto del explosmetro es del orden de 14%. Los gases cidos, como el cloruro de hidrgeno (cido Clorhdrico) y el fluoruro de hidrgeno (cido Fluorhdrico), as como el dixido de azufre, pueden corroer el filamento y provocar bajas lecturas en el medidor, inclusive en presencia de altas concentraciones de combustibles. Es probable que los vestigios de estas interferencias no influyan directamente en las lecturas, pero pueden destruir la sensibilidad de los elementos detectores. d) Calibracin del equipo Por lo general, los fabricantes aconsejan efectuar la calibracin peridicamente. Este periodo no debe exceder de un mes. El procedimiento consiste en someter el instrumento a una concentracin de gas conocida, suministrada en el equipo de calibracin del fabricante. e) Consideraciones generales Cabe resaltar que actualmente existen en el mercado diversos modelos de indicadores de gas combustible que presentan muchas modificaciones en la construccin, especialmente en lo referente a la forma de captacin de la muestra que se va a analizar. Algunos equipos porttiles permiten reunir en un solo aparato los gases combustibles, oxgeno y gases txicos (monxido de carbono, cloro, gas sulfhdrico, etc.).

Instrumento de Radiacin Gamma - til en sitios para el anlisis inicial - Mide radiacin gamma solamente - Muy sensitiva a rangos bajos, fcil de usar Limitaciones: * No mide radiacin beta o alfa * Hay que re-calibrar el instrumento en un taller especializado

Monitores Qumicos Especficos a) Aplicacin



NOTAS:______________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________


Adems de la indicacin continua y monitoreo personal, este tipo de instrumentos fue creado para el control e higiene del trabajo, as como durante accidentes que implican la liberacin de gases y vapores txicos. Algunos modelos poseen una interface y un software apropiado que facilitan el almacenamiento de datos de largos periodos y la representacin grfica de los resultados en la computadora. Los monitores ms comunes se usan para detectar el monxido de carbono y gas sulfhdrico, pero tambin se dispone de monitores para el cianuro de hidrgeno, amonaco y cloro. Estos equipos son de alta precisin durante el monitoreo, gracias a compensaciones controladas por un microprocesador interno. Tambin disponen de una alarma sonora y visual que funciona con bateras. Las alarmas se activan cuando la concentracin del gas monitoreado en la atmsfera excede el nivel preestablecido. b) Principio de operacin Las molculas de la muestra se absorben en una clula electroqumica que contiene una solucin qumica y dos o ms electrodos. La sustancia en anlisis reacciona con la solucin o los electrodos. La reaccin que se produce en el interior de la clula puede generar una corriente elctrica o un cambio en la conductividad de la solucin. Esas alteraciones sern directamente proporcionales a la concentracin del gas. El cambio en la seal se expresa a travs de un movimiento de la aguja o una respuesta digital en el medidor. La selectividad del sensor depende de la eleccin de la solucin qumica y de los electrodos. c) Interpretacin de los resultados Estos equipos ofrecen lecturas directas que se observan en medidores digitales o analgicos. Los resultados de las lecturas de estos instrumentos se expresan en partes por milln (ppm) o porcentaje en volumen (% en volumen). d) Limitaciones y consideraciones Al igual que los sensores de oxgeno, estos sensores electroqumicos se desgastan con el tiempo, principalmente cuando estn expuestos a alta humedad y a temperaturas extremas. Actualmente, estos monitores especficos estn limitados solo a algunos gases. Las clulas electroqumicas sufren algunas interferencias. Por ejemplo, los sensores de monxido de carbono tambin responden al gas sulfhdrico. e) Calibracin Antes de usar estos instrumentos, se deben hacer dos verificaciones: la verificacin del cero y la calibracin del span (valor de referencia).



NOTAS:______________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________


Cabe resaltar que estas verificaciones se deben realizar en la misma altitud en que se usar el instrumento. Si no se hiciera de esta manera, puede haber un error en la lectura. Tambin se debe recordar que los instrumentos se deben calibrar con los implementos de calibracin proporcionados por los fabricantes.

Medidores de pH a) Aplicacin Para medir la acidez o alcalinidad de una solucin, se usa una escala denominada escala de pH. Esta escala posee valores comprendidos entre 0 y 14. Las soluciones cidas presentan valores menores de 7, mientras que las soluciones alcalinas presentan valores superiores a 7. El valor pH igual a 7 indica un medio neutro. Una solucin es "cida o bsica" dependiendo de la presencia de iones H+ o OH-. Generalmente, el pH de las aguas naturales est comprendido entre 4,0 y 9,0, siendo las aguas ligeramente alcalinas debido a la presencia de carbonatos y bicarbonatos. Los valores diferentes se pueden atribuir a la presencia de residuos industriales cidos o alcalinos. El pH se puede determinar colorimtricamente o electromtricamente. Si bien el mtodo colorimtrico requiere menos equipo, est sujeto a muchas interferencias por lo cual se presta slo para una estimacin aproximada. El mtodo electromtrico se considera un mtodo estandarizado. b) Principio de operacin El principio bsico de la medicin electromtrica de pH es la determinacin de la actividad de los iones de hidrgeno mediante la verificacin potenciomtrica con un electrodo patrn de hidrgeno y un electrodo de referencia. La membrana del electrodo de vidrio separa dos lquidos de diferentes concentraciones de iones H+; en los lados de la membrana se desarrolla un potencial proporcional a la diferencia de pH entre los dos lquidos, que se mide en relacin con un potencial de referencia (indicado por un electrodo de calomel saturado). El electrodo de vidrio y el electrodo de referencia pueden estar combinados en un solo electrodo. La siguiente figura indica los componentes del electrodo de vidrio.



NOTAS:______________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________


En la extremidad del tubo de vidrio hay una fina capa de vidrio especial, sensible a los iones H+. El tubo se llena con una solucin de pH constante y se sumerge un conductor en la solucin interna. Si la actividad del ion hidrgeno es mayor o menor en la solucin procesada que dentro del electrodo, existir una d.d.p. (diferencial de potencial) mayor o menor en la extremidad del vidrio. c) Interpretacin de los resultados Los resultados se expresan directamente en el aparato, con uno o dos decimales de forma analgica o digital. d) Limitaciones y consideraciones El mtodo electromtrico est prcticamente libre de interferentes como color, turbiedad, material coloidal, cloro libre, oxidantes, reductores o alto contenido de gas. Los aceites y grasas pueden interferir y conllevar a una respuesta lenta. La influencia de la temperatura de la muestra en el potencial del electrodo se compensa en el propio aparato. El "error alcalino" (error negativo de determinacin de pH), aparece cuando la concentracin de iones H+ es muy pequea en relacin con las concentraciones de los dems cationes de la muestra, principalmente del catin sodio. Estos cationes se difunden a travs de la membrana del electrodo, lo que dificulta la migracin de los aniones. De esto resulta la acumulacin de un potencial ms elevado, lo que indica un pH ms bajo. El error alcalino tambin se conoce como error del sodio. Este error, que produce un pH superior a 10, se puede corregir si se consulta el cuadro o curva proporcionada por el fabricante para ese tipo de electrodo o puede ser un electrodo llamado "de bajo error alcalino". e) Calibracin La calibracin del aparato consiste bsicamente en sumergir los electrodos en una solucin amortiguadora de pH 6,86 y colocar el compensador a la temperatura del amortiguador (generalmente a temperatura ambiente). Se debe agitar ligeramente el amortiguador, dejar de agitar, esperar la estabilizacin y luego colocar el puntero en pH 6,86, de ser el caso. Despus se retiran los electrodos de la solucin amortiguadora y se desecha la porcin usada. Se repite la operacin con otra solucin amortiguadora apropiada (pH 4, 01), para que el pH de la muestra que se va a analizar sea intermedia entre los pH de los amortiguadores. Cuando se realizan las determinaciones de pH, se debe calibrar el aparato antes de cada medida. Se recomienda efectuar la calibracin cada dos horas, cuando se realizan varias medidas continuamente. Para el perfecto funcionamiento de los medidores de pH porttiles, es fundamental observar algunas recomendaciones:



NOTAS:______________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________


verificar siempre si hay alguna grieta o problema mecnico en la parte inferior del tubo de vidrio (electrodo). Si existe algn problema, el electrodo no deber ser reparado, sino cambiado inmediatamente.

observar si hay posibles burbujas de aire en la solucin patrn de cloruro de potasio contenido en el interior del electrodo y eliminarlas con agitacin en sentido vertical.

Para la limpieza de depsitos de contaminantes formados en las membranas, sumergir el electrodo por 20 segundos en cido clorhdrico al 50% con agua destilada y dejar en reposo por 24 horas en solucin 3,5 M (Molar) de cloruro de potasio. La contaminacin por aceites y grasas que se adhieren a la superficie del electrodo ser removida con los solventes suministrados por el fabricante o con acetona.

3. Consideraciones finales La concentracin de gases y vapores en el aire, as como la presencia de contaminantes en cuerpos de agua o en el suelo, pueden afectar significativamente la composicin de esos medios. La lectura directa a travs de instrumentos, realizada en campo, puede proporcionar, en la mayora de los casos, resultados que identificarn y cuantificarn las sustancias qumicas para: evaluar los riesgos a la salud pblica y los equipos de atencin; seleccionar el equipo de proteccin personal adecuado; delimitar reas de proteccin; determinar los efectos potenciales al ambiente; identificar acciones para combatir los riesgos con seguridad y eficacia. Los instrumentos de lectura se desarrollaron inicialmente para servir como dispositivos de alarma en instalaciones industriales donde se producen fugas o accidentes que liberan una alta concentracin de una sustancia qumica conocida. Actualmente, esos instrumentos pueden detectar bajas concentraciones de algunos productos qumicos especficos y proveer informacin durante el muestreo para permitir una toma de decisin rpida respecto a las acciones subsecuentes al accidente. Sin embargo, cabe resaltar que los anlisis realizados en el laboratorio proveen resultados ms precisos que los del campo. Cuando se realiza un anlisis en el laboratorio, es necesario realizar una recoleccin y preservacin adecuadas para evitar cualquier alteracin en las caractersticas originales de la muestra que podra generar un costo adicional. Debido al gran nmero de sustancias qumicas que estn siempre presentes en las diversas situaciones que implican los accidentes ambientales, generalmente es necesario recolectar una sustancia qumica



NOTAS:______________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________


desconocida para analizarla en el laboratorio debido a las limitaciones relacionadas con los equipos de monitoreo o por la imposibilidad de identificar exactamente el producto implicado. En la eleccin del equipo de monitoreo, se deben considerar algunos puntos como: la resistencia del material; la facilidad de operacin; la posibilidad de ser transportados; la seguridad intrnseca; la capacidad de proporcionar resultados confiables. Al igual que los equipos de monitoreo de lectura directa, existen en el mercado pruebas semicuantitativas de anlisis rpido, utilizadas para el monitoreo de cuerpos hdricos, especialmente de parmetros fsicos y qumicos (cloro, cianuro, amonaco, etc.), metales pesados y especies orgnicas. La gran ventaja de estas pruebas rpidas es la simplicidad en su ejecucin, sin necesidad de capacitacin especfica para su uso, as como la eliminacin de la recoleccin y envo de las muestras al laboratorio. Sin embargo, las condiciones de la muestra, es decir, la presencia de color y turbiedad, interfieren considerablemente en el anlisis, ya que estas pruebas se basan en el desarrollo de una coloracin, al agregarse un reactivo especfico a una porcin de la muestra. Cabe resaltar que durante la atencin de accidentes ambientales con productos peligrosos, se debe realizar un monitoreo constante para evaluar los posibles daos al ambiente y proporcionar la concentracin de los contaminantes presentes, lo que permite que los grupos de atencin puedan desempear sus actividades con seguridad. Con este breve resumen, se pretende que se tomen en cuenta todos los pasos previos antes de inciar un PROCEDIMIENTO. Cualquier planificacin es poca a la hora de organizar el control de un INCIDENTE HAZ-MAT.

....

07._monitoreo.pdf

Documents