UNE-EN_60079-29-2=2011

norma españolla

UNE-EN N 60079-29-2

Junio 2011 TÍTULO

Atmósferas explosivas Parte 29-2: Detectores de gas Seleccción, instalación, uso y mantenimiento dee los detectores de gases inflamables y de oxígeno

Explosivee atmospheres. Part 29-2: Gas detectors. Selection, installation, use and maintenance of detectors for flamm mable gases and oxygen. Atmosphèères explosives. Partie 29-2: Détecteurs de gaz. Sélection, installation, utilisation et maintenance des détectteurs de gaz inflammables et d'oxygène.

CORRESPONDENCIA

Esta norrma es la versión oficial, en español, de las Normas Europpeas EN 60079-29-2:2007 y EN 60079-29-2:2007/Corr.:2007, 6 que a su vez adopta la l Norma Internacional IEC 600079-29-2:2007.

OBSERVACIONES

Esta norrma anula y sustituye a la Norma UNE-EN 50073:2001..

ANTECEDENTES

Esta noorma ha sido elaborada por el comité técnico AEN/C CTN 202 Instalaciones eléctricaas cuya Secretaría desempeña AFME.

Editada e impresa por AENOR Depósito legal: M 27373:2011

LAS OBSE ERVACIONES A ESTE DOCUMENTO HAN DE DIRIGIRSE A:

© AENOR 2011 Reproducción prohibida

97 Páginas Génova, 6 28004 MADRID-Españña

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Tel.: 902 102 201 Fax: 913 104 032

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Grupo 54

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NORMA EUROPEA EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM

EN 60079-29-2 Noviembre 2007

ICS 29.260.20

Sustituye a EN 50073:1999 Incluye Corrigendum de diciembre de 2007

Versión en español

Atmósferas explosivas Parte 29-2: Detectores de gas Selección, instalación, uso y mantenimiento de los detectores de gases inflamables y de oxígeno (IEC 60079-29-2:2007)

Explosive atmospheres. Part 29-2: Gas detectors. Selection, installation, use and maintenance of detectors for flammable gases and oxygen. (IEC 60079-29-2:2007).

Atmosphères explosives. Partie 29-2: Détecteurs de gaz. Sélection, installation, utilisation et maintenance des détecteurs de gaz inflammables et d'oxygène. (CEI 60079-29-2:2007).

Explosionsfähige Atmosphäre. Teil 29-2: Gasmessgeräte. Auswahl, Installation, Einsatz und Wartung von Geräten für die Messung von brennbaren Gasen und Sauerstoff. (IEC 60079-29-2:2007).

Esta norma europea ha sido aprobada por CENELEC el 2007-11-01. Los miembros de CENELEC están sometidos al Reglamento Interior de CEN/CENELEC que define las condiciones dentro de las cuales debe adoptarse, sin modificación, la norma europea como norma nacional. Las correspondientes listas actualizadas y las referencias bibliográficas relativas a estas normas nacionales, pueden obtenerse en la Secretaría Central de CENELEC, o a través de sus miembros. Esta norma europea existe en tres versiones oficiales (alemán, francés e inglés). Una versión en otra lengua realizada bajo la responsabilidad de un miembro de CENELEC en su idioma nacional, y notificada a la Secretaría Central, tiene el mismo rango que aquéllas. Los miembros de CENELEC son los comités electrotécnicos nacionales de normalización de los países siguientes: Alemania, Austria, Bélgica, Bulgaria, Chipre, Dinamarca, Eslovaquia, Eslovenia, España, Estonia, Finlandia, Francia, Grecia, Hungría, Irlanda, Islandia, Italia, Letonia, Lituania, Luxemburgo, Malta, Noruega, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Rumanía, Suecia y Suiza.

CENELEC COMITÉ EUROPEO DE NORMALIZACIÓN ELECTROTÉCNICA European Committee for Electrotechnical Standardization Comité Européen de Normalisation Electrotechnique Europäisches Komitee für Elektrotechnische Normung SECRETARÍA CENTRAL: Avenue Marnix, 17-1000 Bruxelles © 2007 CENELEC. Derechos de reproducción reservados a los Miembros de CENELEC.

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EN 60079-29-2:2007

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PRÓLOGO El texto del documento 31/696/FDIS, futura edición 1 de la Norma IEC 60079-29-2, preparado por el Comité Técnico TC 31, Equipo eléctrico para atmósferas explosivas, de IEC, fue sometido a voto paralelo IEC-CENELEC y fue aprobado por CENELEC como Norma EN 60079-29-2 el 2007-11-01. Esta norma sustituye a la Norma EN 50073:1999. Esta parte de la Norma EN 60079-29 debe utilizarse conjuntamente con las siguientes normas: – EN 60079-0, Material eléctrico para atmósferas de gas explosivas. Parte 0: Requisitos generales. – EN 60079-29-1, Atmósferas explosivas. Parte 29-1: Detectores de gas. Requisitos de funcionamiento para los detectores de gases inflamables. Se fijaron las siguientes fechas: − Fecha límite en la que la norma europea debe adoptarse a nivel nacional por publicación de una norma nacional idéntica o por ratificación

(dop)

2008-11-01

− Fecha límite en la que deben retirarse las normas nacionales divergentes con esta norma

(dow)

2010-11-01

El anexo ZA ha sido añadido por CENELEC. Esta norma incluye el contenido del corrigendum de diciembre de 2007.

DECLARACIÓN El texto de la Norma IEC 60079-29-2:2007 fue aprobado por CENELEC como norma europea sin ninguna modificación.

En la versión oficial, para la bibliografía, debe añadirse la siguiente nota para la norma indicada*: IEC 60079-19 *

NOTA Armonizada como Norma EN 60079-19:2007 (sin ninguna modificación).

Introducida en la norma indicándose con una línea vertical en el margen izquierdo del texto.

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ÍNDICE Página PRÓLOGO .............................................................................................................................................. 9 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................. 11 1

OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN ........................................................................... 13

2

NORMAS PARA CONSULTA ........................................................................................... 14

3

TÉRMINOS Y DEFINICIONES ........................................................................................ 14

4

4.2 4.3 4.3.1 4.3.2 4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.3

INFORMACIÓN BÁSICA SOBRE LAS PROPIEDADES, COMPORTAMIENTO Y DETECCIÓN DE GASES Y VAPORES ....................................................................... 19 Detección de gases y vapores − Generalidades................................................................... 19 Seguridad durante la detección de gases inflamables donde pueda haber presencia de personal ......................................................................... 20 Algunas propiedades típicas de gases y vapores ................................................................ 21 Diferencias entre la detección de gases y vapores .............................................................. 22 Detección de gases ................................................................................................................ 22 Detección de vapores ............................................................................................................ 23 Deficiencia de oxígeno .......................................................................................................... 26 Reacción química del oxígeno con productos sólidos ........................................................ 26 Reacción química del oxígeno con productos gaseosos ..................................................... 26 Dilución de aire por desplazamiento por otro gas o vapor ............................................... 26

5 5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.4 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4 5.5 5.5.1

PRINCIPIOS DE MEDIDA ................................................................................................ 27 Sensores catalíticos ............................................................................................................... 28 Aplicaciones comunes........................................................................................................... 28 Limitaciones .......................................................................................................................... 29 Interferencias ........................................................................................................................ 29 Venenos ................................................................................................................................. 29 Sensores de conductividad térmica ..................................................................................... 30 Aplicaciones comunes........................................................................................................... 30 Limitaciones .......................................................................................................................... 31 Interferencias ........................................................................................................................ 31 Venenos ................................................................................................................................. 31 Sensores de infrarrojos ........................................................................................................ 31 Aplicaciones comunes........................................................................................................... 32 Limitaciones .......................................................................................................................... 32 Interferencias ........................................................................................................................ 32 Venenos ................................................................................................................................. 33 Sensores semiconductores .................................................................................................... 33 Aplicaciones comunes........................................................................................................... 33 Limitaciones .......................................................................................................................... 33 Interferencias ........................................................................................................................ 33 Venenos ................................................................................................................................. 33 Sensores electroquímicos ..................................................................................................... 34 Aplicaciones comunes........................................................................................................... 34

4.1 4.1.1

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5.5.2 5.5.3 5.5.4 5.6 5.6.1 5.6.2 5.6.3 5.6.4 5.7 5.7.1 5.7.2 5.7.3 5.7.4 5.8 5.8.1 5.8.2 5.8.3 5.8.4 5.9 5.9.1 5.9.2 5.9.3 5.9.4

Limitaciones .......................................................................................................................... 34 Interferencias ........................................................................................................................ 35 Venenos ................................................................................................................................. 35 Detectores de ionización de llama, FID (Flame Ionization Detectors) .............................. 35 Aplicaciones comunes........................................................................................................... 35 Limitaciones .......................................................................................................................... 36 Interferencias ........................................................................................................................ 36 Venenos ................................................................................................................................. 36 Analizadores de temperatura de llama, FTA (Flame Temperature Analysers) ............... 36 Aplicaciones comunes........................................................................................................... 36 Limitaciones .......................................................................................................................... 36 Interferencias ........................................................................................................................ 37 Venenos ................................................................................................................................. 37 Detector de fotoionización, PID (Photo Ionisation Detector)............................................. 37 Aplicaciones comunes........................................................................................................... 37 Limitaciones .......................................................................................................................... 37 Interferencias ........................................................................................................................ 37 Venenos ................................................................................................................................. 38 Detector paramagnético de oxígeno .................................................................................... 38 Aplicaciones comunes........................................................................................................... 38 Limitaciones .......................................................................................................................... 38 Interferencias ........................................................................................................................ 38 Venenos ................................................................................................................................. 38

6 6.1 6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.3 6.3.1 6.3.2

SELECCIÓN DE EQUIPOS ............................................................................................... 38 Generalidades ....................................................................................................................... 39 Criterios de selección............................................................................................................ 39 Criterios generales................................................................................................................ 39 Gases que vayan a ser detectados........................................................................................ 40 Aplicación prevista del equipo ............................................................................................ 42 Equipos transportables ........................................................................................................ 43 Otros factores que afectan a la selección de los equipos ................................................... 43 Inmunidad electromagnética ............................................................................................... 43 Zona donde el equipo vaya a ser utilizado ......................................................................... 43

7 7.1 7.1.1 7.1.2 7.1.3 7.1.4 7.1.5 7.1.6 7.1.7 7.1.8 7.2 7.2.1 7.3 7.4

COMPORTAMIENTO DE LOS ESCAPES DE GAS...................................................... 44 Naturaleza del escape ........................................................................................................... 44 Generalidades ....................................................................................................................... 44 Caudal de escape del gas o vapor ........................................................................................ 44 Límites de explosividad ........................................................................................................ 45 Ventilación ............................................................................................................................ 45 Densidad relativa del gas o vapor que fuga ........................................................................ 45 Presión y/o temperatura ...................................................................................................... 45 Otros parámetros a considerar ........................................................................................... 46 Exteriores y estructuras abiertas ........................................................................................ 46 Edificios y recintos ............................................................................................................... 46 Generalidades ....................................................................................................................... 46 Edificios y recintos sin ventilación ...................................................................................... 46 Edificios y recintos con ventilación ..................................................................................... 46

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7.5 7.5.1 7.5.2

Ventilación natural ............................................................................................................... 47 Ventilación mecánica ........................................................................................................... 47 Consideraciones ambientales............................................................................................... 47

8 8.1 8.2 8.2.1 8.2.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.7.1 8.7.2 8.7.3 8.8 8.9 8.9.1 8.9.2 8.9.3 8.10

DISEÑO E INSTALACIÓN DE SISTEMAS FIJOS DE DETECCIÓN DE GAS ......... 47 Consideraciones básicas en la instalación de sistemas fijos .............................................. 48 Emplazamiento de los puntos de detección ........................................................................ 49 Consideraciones generales del emplazamiento .................................................................. 49 Condiciones ambientales ...................................................................................................... 50 Acceso para la calibración y el mantenimiento.................................................................. 52 Consideraciones adicionales acerca de las líneas de muestreo ......................................... 52 Resumen de criterios para el emplazamiento de los sensores y puntos de muestreo ...... 53 Instalación de los sensores ................................................................................................... 54 Integridad y seguridad de los sistemas fijos ....................................................................... 54 Generalidades ....................................................................................................................... 54 Redundancia en sistemas fijos ............................................................................................. 55 Protección contra fallo de alimentación principal ............................................................. 55 Planificación de la instalación durante las operaciones de construcción......................... 55 Puesta en servicio ................................................................................................................. 55 Inspección.............................................................................................................................. 55 Calibración inicial con gas ................................................................................................... 56 Ajuste de los puntos de alarma............................................................................................ 56 Instrucciones de operación, planos y registros................................................................... 56

9

9.2.1 9.2.2 9.2.3 9.3 9.3.1 9.3.2 9.3.3 9.3.4 9.3.5 9.3.6 9.3.7 9.3.8 9.3.9

USO DE EQUIPOS PORTÁTILES Y TRANSPORTABLES PARA LA DETECCIÓN DE GASES COMBUSTIBLES ................................................ 57 Generalidades ....................................................................................................................... 57 Procedimientos de comprobación iniciales y periódicos en la instrumentación portátil y transportable ........................................................................... 58 Inspección y comprobaciones de campo (comprobación de la respuesta) ....................... 58 Comprobaciones individuales y recalibración ................................................................... 59 Mantenimiento y recalibración ........................................................................................... 60 Guía de utilización de equipos portátiles y transportables ............................................... 61 Seguridad eléctrica en atmósferas peligrosas .................................................................... 61 Seguridad del personal ......................................................................................................... 61 Puntos de ensayo y muestreo ............................................................................................... 61 Muestreo sobre líquidos ....................................................................................................... 62 Prevención de condensaciones ............................................................................................. 62 Envenenamiento de los sensores.......................................................................................... 62 Cambios de temperatura ..................................................................................................... 62 Daño accidental .................................................................................................................... 62 Operación minimalista, concepto de "leer y a correr" ..................................................... 62

10 10.1 10.2 10.3 10.4

ENTRENAMIENTO DEL PERSONAL DE OPERACIÓN ............................................ 63 Generalidades ....................................................................................................................... 63 Formación general − Limitaciones Básicas y seguridad ................................................... 63 Formación del operador ...................................................................................................... 64 Formación para el servicio de mantenimiento ................................................................... 65

9.1 9.2

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11 11.1 11.2 11.2.1 11.2.2 11.3 11.3.1 11.3.2 11.3.3 11.3.4 11.3.5 11.4 11.4.1 11.4.2 11.5 11.5.1 11.5.2 11.5.3 11.5.4 11.5.5 11.5.6 11.5.7 11.6 11.6.1 11.6.2 11.7 11.8 11.8.1 11.8.2

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MANTENIMIENTO, PROCEDIMIENTOS INDIVIDUALES Y CONTROL ADMINISTRATIVO GENERAL .................................................................. 65 Generalidades ....................................................................................................................... 65 Comprobaciones de operación ............................................................................................ 66 Sistemas fijos ......................................................................................................................... 66 Equipos de detección de gas portátiles y transportables ................................................... 67 Mantenimiento ...................................................................................................................... 68 Generalidades ....................................................................................................................... 68 Equipos fijos.......................................................................................................................... 68 Equipos de detección de gas portátiles y transportables ................................................... 68 Mantenimiento fuera de la zona, generalidades ................................................................ 68 Procedimientos de mantenimiento ...................................................................................... 68 Sensores ................................................................................................................................. 69 Generalidades ....................................................................................................................... 69 Apagallamas .......................................................................................................................... 69 Sistemas de aspiración ......................................................................................................... 69 Generalidades ....................................................................................................................... 69 Filtros, sifones y apagallamas .............................................................................................. 69 Sistema de aspiracion y cámara de muestra ...................................................................... 70 Conexiones de la aspiración................................................................................................. 70 Partes móviles ....................................................................................................................... 70 Sistemas automáticos de muestreo y drenaje ..................................................................... 70 Indicación de fallo ................................................................................................................ 70 Dispositivos de lectura.......................................................................................................... 70 Generalidades ....................................................................................................................... 70 Otras lecturas........................................................................................................................ 70 Alarmas ................................................................................................................................. 70 Ensayo de calibración en taller y equipamiento ................................................................ 71 Conjunto de calibración y equipamiento de ensayo .......................................................... 71 Realización de la calibración en el taller ............................................................................ 72

ANEXO A (Normativo)

PRINCIPIOS DE MEDIDA .................................................................... 73

ANEXO B (Informativo) PARÁMETROS AMBIENTALES ......................................................... 91 ANEXO C (Informativo) MODELO DE LISTA DE COMPROBACIONES AMBIENTALES Y DE SU APLICACIÓN PARA LOS DETECTORES DE GASES INFLAMABLES ...................................................................................... 92 ANEXO D (Informativo) MODELO DE REGISTRO DE MANTENIMIENTO DEL INSTRUMENTAL PARA LOS DETECTORES DE GASES INFLAMABLES ........................................................................ 94 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................... 96 Tabla 1 − Resumen de los aparatos de detección de gas con diferentes principios de medida ....... 28 Tabla A.1 − Resumen de los aparatos de detección de gas con diferentes principios de medida ... 73 Tabla B.1 − Parámetros ambientales ................................................................................................... 91

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COMISIÓN ELECTROTÉCNICA INTERNACIONAL Atmósferas explosivas Parte 29-2: Detectores de gas Selección, instalación, uso y mantenimiento de los detectores de gases inflamables y de oxígeno PRÓLOGO 1) IEC (Comisión Electrotécnica Internacional) es una organización mundial para la normalización, que comprende todos los comités electrotécnicos nacionales (Comités Nacionales de IEC). El objetivo de IEC es promover la cooperación internacional sobre todas las cuestiones relativas a la normalización en los campos eléctrico y electrónico. Para este fin y también para otras actividades, IEC publica Normas Internacionales, Especificaciones Técnicas, Informes Técnicos, Especificaciones Disponibles al Público (PAS) y Guías (de aquí en adelante "Publicaciones IEC"). Su elaboración se confía a los comités técnicos; cualquier Comité Nacional de IEC que esté interesado en el tema objeto de la norma puede participar en su elaboración. Organizaciones internacionales gubernamentales y no gubernamentales relacionadas con IEC también participan en la elaboración. IEC colabora estrechamente con la Organización Internacional de Normalización (ISO), de acuerdo con las condiciones determinadas por acuerdo entre ambas. 2) Las decisiones formales o acuerdos de IEC sobre materias técnicas, expresan en la medida de lo posible, un consenso internacional de opinión sobre los temas relativos a cada comité técnico en los que existe representación de todos los Comités Nacionales interesados. 3) Los documentos producidos tienen la forma de recomendaciones para uso internacional y se aceptan en este sentido por los Comités Nacionales mientras se hacen todos los esfuerzos razonables para asegurar que el contenido técnico de las publicaciones IEC es preciso, IEC no puede ser responsable de la manera en que se usan o de cualquier mal interpretación por parte del usuario. 4) Con el fin de promover la unificación internacional, los Comités Nacionales de IEC se comprometen a aplicar de forma transparente las Publicaciones IEC, en la medida de lo posible en sus publicaciones nacionales y regionales. Cualquier divergencia entre la Publicación IEC y la correspondiente publicación nacional o regional debe indicarse de forma clara en esta última. 5) IEC no establece ningún procedimiento de marcado para indicar su aprobación y no se le puede hacer responsable de cualquier equipo declarado conforme con una de sus publicaciones. 6) Todos los usuarios deberían asegurarse de que tienen la última edición de esta publicación. 7) No se debe adjudicar responsabilidad a IEC o sus directores, empleados, auxiliares o agentes, incluyendo expertos individuales y miembros de sus comités técnicos y comités nacionales de IEC por cualquier daño personal, daño a la propiedad u otro daño de cualquier naturaleza, directo o indirecto, o por costes (incluyendo costes legales) y gastos derivados de la publicación, uso o confianza de esta publicación IEC o cualquier otra publicación IEC. 8) Se debe prestar atención a las normas para consulta citadas en esta publicación. La utilización de las publicaciones referenciadas es indispensable para la correcta aplicación de esta publicación. 9) Se debe prestar atención a la posibilidad de que algunos de los elementos de esta Publicación IEC puedan ser objeto de derechos de patente. No se podrá hacer responsable a IEC de identificar alguno o todos esos derechos de patente.

La Norma IEC 60079-29-2 ha sido elaborada por el comité técnico 31 de IEC: Equipo eléctrico para atmósferas explosivas. Esta primera edición de la Norma IEC 60079-29-2 anula y sustituye a la primera edición de la Norma IEC 61779-6:1999 y constituye una revisión técnica. Los principales cambios respecto a la edición previa se listan a continuación: − Se ha modificado la introducción para proporcionar una tabla de referencia para la aplicación de apartados de documentos concretos para funciones relativas a trabajos específicos.

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− El capítulo 4 (Información básica sobre las propiedades, comportamiento, y detección de gases y vapores) ha sido añadido como guía de usuario sobre las características de los gases y vapores. − El capítulo 5 (Principios de medida), el capítulo 6 (Selección de equipos), el capítulo 7 (Comportamiento de escapes de gas), el capítulo 8 (Diseño e instalación de sistemas fijos de detección de gas), el capítulo 9 (Uso de equipos de detección de gas inflamable portátiles y transportables), el capítulo 10 (Entrenamiento de personal operativo), y el capítulo 11 (Mantenimiento, procedimientos rutinarios y control administrativo general) se han modificado para reflejar el texto de la Norma EN 50073 y el capítulo 14 de la publicación HB13 de SAI Global Limited. − El anexo A (Límites de explosividad (LIE y LSE) de ciertos gases y vapores inflamables) fue eliminado y sustituido por una revisión detallada de los Principios de Medida. − El anexo B (Parámetros medioambientales) fue añadido para proporcionar un resumen de parámetros ambientales mínimos requeridos para los equipos de detección de gas. Esta parte de la Norma IEC 60079-29 debe utilizarse conjuntamente con las siguientes normas: – IEC 60079-0, Material eléctrico para atmósferas de gas explosivas. Parte 0: Requisitos generales. – IEC 60079-29-1, Atmósferas explosivas. Parte 29-1: Detectores de gas. Requisitos de funcionamiento para los detectores de gases inflamables. El texto de esta norma se basa en los documentos siguientes:

FDIS

Informe de voto

31/696/FDIS

31/712/RVD

El informe de voto indicado en la tabla anterior ofrece toda la información sobre la votación para la aprobación de esta norma. Esta norma ha sido elaborada de acuerdo con las Directivas ISO/IEC, Parte 2. En la página web de IEC puede encontrarse una lista de todas las partes de la serie de Normas IEC 60079, bajo el título general Atmósferas explosivas. El comité ha decidido que el contenido de esta norma (la norma base y sus modificaciones) permanezca vigente hasta la fecha de mantenimiento indicada en la página web de IEC "http://webstore.iec.ch" en los datos relativos a la norma específica. En esa fecha, la norma será – confirmada; – anulada; – reemplazada por una edición revisada; o – modificada.

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INTRODUCCIÓN

Los equipos de detección de gases inflamables se pueden utilizar siempre que exista la posibilidad de riesgo para la vida o la propiedad debido a la acumulación de una mezcla explosiva de gas con aire. Tales equipos pueden proporcionar medios para reducir el riesgo detectando la presencia de un gas inflamable y emitiendo señales de advertencia visuales o audibles adecuadas. Los detectores de gas también se pueden utilizar para iniciar planes de emergencia (por ejemplo, paralización de una planta industrial, evacuación y procedimientos de extinción frente a incendios). Los equipos pueden utilizarse para monitorizar una atmósfera gaseosa por debajo del límite inferior de explosibilidad en circunstancias donde la acumulación de gas pueda resultar en una concentración de la mezcla de gas / aire de nivel potencialmente explosivo. Los requisitos de funcionamiento de los detectores de gas para tal propósito se exponen en la Norma IEC 60079-29-1. Sin embargo, únicamente la capacidad funcional no puede asegurar por si misma que el uso de tales equipos vaya a salvaguardar adecuadamente la vida y la propiedad donde pueda estar presente una atmósfera de gases inflamables. Conseguir un buen nivel de seguridad depende en gran medida de la correcta selección, instalación, calibración y mantenimiento periódico del equipo, combinado con el conocimiento de las limitaciones de la técnica de detección requerida. Esto no se puede lograr sin una dirección formada y responsable. La toxicidad de algunos gases y de los vapores de todos los líquidos salvo el agua supone un riesgo adicional para la vida. Generalmente no se tiene en cuenta que todos los vapores inflamables son potencialmente tóxicos a niveles de concentración muy inferiores a los propios límites inferiores de explosividad. Los equipos cubiertos por la Norma IEC 60079-29-1 no están orientados específicamente a la protección frente a la toxicidad, y normalmente se necesitarán precauciones adicionales de protección donde el personal pueda estar expuesto a vapores tóxicos. Los equipos portátiles cubiertos por las Normas IEC 60079-29-1 e IEC 60079-29-2 tienen generalmente detectores adicionales para gases tóxicos específicos y también para la falta de oxígeno. Los usuarios deben ser precavidos ya que incluso una ligera disminución de oxígeno puede ser debida a concentraciones tóxicas de otros gases o vapores, no detectables o no detectados adecuadamente por el equipo en uso. Los requisitos generales para el manual de usuario de cualquier equipo de detección de gas inflamable se indican en la Norma IEC 60079-29-1. En esta norma se puede encontrar el conocimiento basado en la experiencia necesario en relación a los puntos antes mencionados. Esta norma se ha escrito específicamente para cubrir todas las funciones necesarias para que a partir de la necesidad de detectar un gas se llegue a una detección segura y satisfactoria con un mantenimiento continuado. Se han redactado diferentes capítulos para las diferentes funciones. Cada uno puede ser aplicado de forma individual, siempre que sea factible. Esto quiere decir que hay información repetida en diferentes capítulos pero con diferentes matices. En la siguiente tabla se muestran unas indicaciones generales sobre aquellos capítulos importantes para el desempeño de las tareas más habituales.

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Parámetros medioambientales (normativa)

6

7

8

9

10

11

Anexo A

Anexo B

Autoridades

+

+++

+++

+

+

–

–

–

+

–

–

Gestión

+

+++

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+

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Selección

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Ingeniería de diseño/ gestión

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Ingeniería de instalación / gestión

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+

++

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–

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Instalación, técnico

++

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++

++

++

++

–

–

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+

++

Servicios externos

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+++

++

+

++

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–

++

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–

–

Gestión de operaciones

++

+++

++

+

+

++

++

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+++

+

+++

Entrenamiento

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+++

+

+

+

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+++

+++

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Servicio / calibración

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Reparación

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"+++" "++" "+" "−" NOTA

Formación del personal

5

Selección de quipos

4

Principios de medida

3

Propiedades de vapores y gases. Información básica

Función (capítulo)

Definiciones

Principios de medida (detallado) (normativa)

Mantenimiento, procedimientos. Control administrativo

Uso de equipos portátiles y transportables

Diseño e instalación de sistemas fijos

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Comportamiento de escapes de gases

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Esencial. Aconsejable. Útil. No aplicable. Debería observarse que el capítulo 5 es una versión simplificada del anexo A.

Esta norma establece recomendaciones sobre cómo establecer los tiempos de calibración y mantenimiento. En algunos países hay regulaciones generales o particulares de la industria que son obligatorias y deben cumplirse como requisitos mínimos.

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Atmósferas explosivas Parte 29-2: Detectores de gas Selección, instalación, uso y mantenimiento de los detectores de gases inflamables y de oxígeno

1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta parte de la Norma IEC 60079-29 da una guía y unas recomendaciones prácticas para la selección, instalación, uso seguro y mantenimiento de equipos eléctricos del grupo II destinados a la detección y medida de gases inflamables en aplicaciones de seguridad tanto industriales como comerciales que cumplan con los requisitos de la Norma IEC 60079-29-1. Esta norma es aplicable a la medida de la concentración de oxígeno con el propósito de inertizar la mezcla cuando la protección frente a explosiones se proporciona mediante la exclusión del oxígeno en lugar de medir los gases o vapores combustibles presentes. Esta norma es una recopilación de conocimientos prácticos para ayudar al usuario, y se aplica a equipos, instrumentos y sistemas que indiquen la presencia de una mezcla inflamable o potencialmente explosiva de gas o vapor con aire mediante la señal eléctrica de un sensor de gas para dar una lectura de la medida para activar una señal audible o visual preseleccionadas u otro dispositivo o cualquier combinación de éstos. Dichos equipos se pueden utilizar para reducir el riesgo ante la posibilidad de daño para la vida o la propiedad, específicamente debido a la acumulación de una mezcla de aire y gas combustible, mediante la generación de señales de aviso. También pueden ser utilizados para iniciar acciones específicas de prevención (por ejemplo la parada de la planta, la evacuación, o los procedimientos de extinción de incendios). Esta norma es de aplicación en todas las instalaciones permanentes nuevas y, si es razonablemente aplicable, en instalaciones permanentes ya existentes. También es de aplicación en instalaciones temporales ya sean nuevas o existentes. Análogamente es de aplicación en el uso seguro de equipos portátiles o transportables, independientemente de su antigüedad o complejidad. Dado que muchos equipos modernos de este tipo también incluyen la detección de deficiencia de oxígeno y/o sensores de gases tóxicos, se ha añadido una guía adicional para estos casos. NOTA En áreas clasificadas, el equipo debería instalarse y utilizarse de tal forma que no sea capaz de inflamar por sí mismo una mezcla combustible de aire y gas combustible. De ahí que debería cumplir con los requisitos de la Norma IEC 60079-10.

Para el objetivo de esta norma, excepto cuando se especifique de otra forma, dentro de los gases inflamables deben incluirse también los vapores inflamables. Esta norma sólo se aplica a los equipos del Grupo II (es decir, equipos orientados a su uso para aplicaciones de seguridad industrial y comercial, incluyendo áreas clasificadas de acuerdo a la Norma IEC 60079-10). Para el objetivo de esta norma, la definición de equipo incluye a) equipos fijos: b) equipos transportables; y c) equipos portátiles. Esta norma no está destinada a cubrir, aunque puede aportar información útil, los siguientes equipos: a) equipos orientados únicamente a la detección de gases tóxicos no inflamables; b) equipos de laboratorio o científicos destinados únicamente al análisis y medida;

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c) equipos destinados a aplicaciones de minería subterránea (Grupo I); d) equipos destinados únicamente a aplicaciones de control de procesos; e) equipos destinados a aplicaciones de fabricación y procesado de explosivos; f) equipos destinados a la detección de atmósferas potencialmente explosivas que resulten de polvo y nieblas en aire; g) equipos de camino abierto no utilizados para medidas puntuales. 2 NORMAS PARA CONSULTA Las normas que a continuación se indican son indispensables para la aplicación de esta norma. Para las referencias con fecha, sólo se aplica la edición citada. Para las referencias sin fecha se aplica la última edición de la norma (incluyendo cualquier modificación de ésta). IEC 60050-426 Vocabulario electrotécnico internacional (VEI). Capítulo 426: Equipos eléctricos para atmósferas explosivas. IEC 60079-0 Material eléctrico para atmósferas de gas explosivas. Parte 0: Requisitos generales. IEC 60079-10 Material eléctrico para atmósferas de gas explosivas. Parte 10: Clasificación de emplazamientos peligrosos. IEC 60079-20. Material eléctrico para atmósferas de gas explosivas. Parte 20: Datos para gases y vapores inflamables referidos al uso de aparatos eléctricos. IEC 60079-29-1 Atmósferas explosivas. Parte 29-1: Detectores de gas. Requisitos de funcionamiento para los detectores de gases inflamables. 3 TÉRMINOS Y DEFINICIONES Para los fines de este documento, se aplican los términos y definiciones incluidos en las Normas IEC 60050 (426) e IEC 60079-0 además de los siguientes. También, y dado que esta norma pretende ser individual, algunas definiciones dentro de la Norma IEC 60079-29-1 son repetidas más adelante para comodidad del lector. 3.1 ajuste del punto de alarma: Configuración fija o ajustable del equipo destinado a preseleccionar el nivel de concentración al que el equipo muestra automáticamente una indicación, alarma u otra función de salida. 3.2 aire ambiental: Atmósfera normal que rodea un equipo. 3.3 equipo de aspiración: Equipo que muestrean el gas mediante por aspiración hacia el sensor, por ejemplo, mediante una bomba eléctrica o manual. 3.4 sensor catalítico: Sensor cuyo principio de funcionamiento se basa en la oxidación del gas a medir sobre un elemento catalítico calentado eléctricamente. 3.5 aire limpio: Aire libre de gases inflamables y sustancias contaminantes o interferentes.

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3.6 concentración: Cantidad de gas o vapor concreto presente en una cantidad específica de gas de base o en el aire, expresada en las unidades adecuadas. NOTA Entre las unidades típicas tenemos la fracción volumétrica (v/v) (véase 3.57); molaridad (moles por mol – m/m); porcentaje del LIE de una sustancia particular; partes por millón en volumen (ppm); partes por billón en volumen (ppb).

3.7 equipo de funcionamiento continuo: Equipos que se encuentran alimentados durante largos periodos de tiempo, pero en los cuales la detección puede ser continua o intermitente. 3.8 detección continua o casi continua: Modo de operación en el que la alimentación se aplica continuamente al elemento sensible y las lecturas se realizan de forma continua o a intervalos regulares y frecuentes. 3.9 equipos de difusión: Equipos en las que la transferencia de gas desde la atmósfera al sensor se produce por el movimiento molecular aleatorio, por ejemplo, bajo condiciones en las que no hay flujo aspirado. 3.10 dosis: Cantidad total de sustancia absorbida o captada, proporcional a la concentración y a la duración de la exposición. 3.11 deriva: Variación con el tiempo de la indicación dada por el equipo para una concentración determinada (incluyendo aire limpio) bajo condiciones ambientales constantes. 3.12 sensor electroquímico: Sensor cuyo principio de funcionamiento se basa en los cambios en los parámetros eléctricos de unos electrodos situados en un electrolito, debidos a las reacciones de óxido-reducción del gas en la superficie de dichos electrodos. 3.13 equipos con protección frente a explosiones: Equipos que incorporan un modo protección cubierto por la serie de Normas IEC 60079. 3.14 atmósfera de gas explosiva: Mezcla con aire de gases o vapores de sustancias inflamables en la que bajo condiciones atmosféricas normales, tras una ignición permite la propagación automantenida de la llama. NOTA 1 Esta definición excluye expresamente polvo y fibras en suspensión en el aire. Las nieblas tampoco se incluyen en esta norma. NOTA 2 Aunque una mezcla con una concentración por encima del límite superior de explosividad (véase 3.54) no sea una atmósfera explosiva, en ciertos casos para clasificación de áreas, se recomienda considerar que es una atmósfera de gas explosiva. NOTA 3 Dentro de las condiciones atmosféricas normales se incluyen aquellas variaciones por encima y debajo de los niveles de referencia, (101,3 kPa y 20 ºC) en las que sean despreciables los efectos sobre las propiedades explosivas de las sustancias inflamables.

3.15 rango explosivo: Rango de la mezcla de aire y gases o vapores con concentraciones dentro del intervalo de los límites superior e inferior de explosividad (inflamabilidad). 3.16 comprobación de campo con gas (comprobación de la respuesta): Aplicación al sensor de un gas de ensayo para comprobar la señal de respuesta o la generación de una alarma sin ajustes del cero, de la sensibilidad, o del nivel de alarma. 3.17 grisú: Gas inflamable, compuesto principalmente por metano, que se encuentra de forma natural en las minas.

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3.18 equipos fijos: Equipos en los que todos sus componentes están destinados a ser instalados de forma permanente. 3.19 detector de ionización de llama; FID (Flame Ionisation Detector): Sensor cuyo principio de funcionamiento se basa en la ionización del gas que está siendo detectado en una llama de hidrógeno. 3.20 analizador de temperatura de llama; FTA (Flame Temperature Analyser): Sensor cuyo principio de funcionamiento se basa en los cambios de temperatura de una llama por el gas que está siendo detectado. 3.21 gas inflamable: Gas o vapor que forma una atmósfera explosiva al mezclarse con aire en determinadas proporciones. NOTA Para los objetivos de esta norma, el término "gas inflamable" incluye vapores inflamables.

3.22 punto de destello: La más baja temperatura de un líquido a la cual, bajo ciertas condiciones normalizadas, un líquido despide vapores en tal cantidad que es capaz de formar una mezcla vapor/aire inflamable. 3.23 equipo del grupo II: Equipo para lugares con atmósferas potencialmente explosivas, distintas de las minas susceptibles de presencia de grisú. 3.24 equipo de absorción infrarroja: Sensor cuyo principio de funcionamiento se basa en la absorción de radiación infrarroja por parte del gas que está siendo detectado. 3.25 calibración inicial: Primera calibración para una sustancia específica, rango de medida y aplicación realizada por el fabricante antes de la entrega, o in situ, antes de iniciar el funcionamiento. 3.26 detección intermitente: Modo de operación en el que la alimentación o flujo al sensor se aplica intermitentemente según un ciclo predeterminado en el que también se realizan las lecturas. 3.27 límite inferior de explosividad, LIE: Fracción volumétrica, expresada en porcentaje, de un gas o vapor inflamable en aire por debajo de la cual no se forma una atmósfera de gas explosiva (véase la Norma IEC 60079-20). NOTA También es conocido como límite inferior de explosividad, LIE.

3.28 sensor infrarrojo de camino abierto: Sensor capaz de detectar un gas en cualquier localización a lo largo de un camino abierto atravesado por un haz de luz infrarroja. 3.29 sensor paramagnético de oxígeno: Sensor cuyo funcionamiento se basa en las propiedades magnéticas del gas que está siendo detectado. 3.30 sensor por fotoionización; PID (Photo Ionisation Detector): Sensor cuyo principio de funcionamiento se basa en la ionización de compuestos gaseosos causada por radiación ultravioleta.

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3.31 venenos (para sensores): Sustancias, que causan la pérdida temporal o permanente de la sensibilidad de los sensores. 3.32 equipo portátil: Equipo de lectura puntual o funcionamiento continuo diseñado para ser transportado de un lugar a otro, y que puede ser utilizado durante el desplazamiento. Los equipos portátiles están alimentados por baterías y entre ellos se incluyen, pero no están limitados a: a) Equipo portátil, típicamente de peso inferior a un 1 kg, que se maneja con una sola mano; b) monitores personales similares en tamaño y masa al dispositivo portátil que está en funcionamiento continuo (pero no necesariamente en detección continua) mientras son transportados por el usuario; y c) grandes equipos que pueden ser utilizados mientras son trasladados bien a mano o bien por correa o por un arnés y que pueden disponer o no de una sonda manual. 3.33 atmósfera potencialmente explosiva: Atmósfera que podría hacerse explosiva (el peligro es potencial). NOTA Se incluiría una atmósfera con una concentración de gas sobre el límite superior de explosividad, en la que la dilución con aire la convertiría en explosiva.

3.34 recalibración: Calibraciones realizadas periódicamente para comprobar y ajustar la señal cero y la sensibilidad de un sensor con un gas de calibración de concentración conocida sin ningún otro cambio de parámetros como el tipo de gas, el rango de medida, o la aplicación específica, que hayan sido establecidos en la calibración inicial. 3.35 tiempo de recuperación: Intervalo de tiempo entre que se produce un descenso instantáneo en la concentración del gas en la entrada del sensor y el momento en el que la respuesta alcanza una determinada indicación. 3.36 densidad relativa: Densidad del gas o vapor relativa a la densidad del aire a la misma presión y temperatura (la densidad del aire es igual a 1,0). 3.37 tasa de escape: Cantidad de gas o vapor inflamable emitido por unidad de tiempo desde una fuente emisora pudiéndose tratar de una superficie líquida. 3.38 sensor remoto: Sensor no integrado en el cuerpo principal del equipo. 3.39 comprobación de la respuesta: Véase comprobación de campo con gas (definición 3.16). 3.40 tiempo de respuesta: Intervalo de tiempo, con el tiempo de precalentamiento ya transcurrido, entre un cambio instantáneo de aire limpio a un gas normalizado de ensayo o viceversa en la entrada del equipo y el momento en el que la respuesta alcanza un porcentaje (x) determinado, de la señal estabilizada en dicho gas normalizado de ensayo. 3.41 línea de muestreo: Medio por el que el gas sometido a muestreo se conduce al sensor, incluyendo accesorios (por ejemplo filtro, separador de agua).

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3.42 sonda de muestreo: Línea de muestreo separada, acoplable al equipo según se requiera y que puede ser o no suministrada con éste. Generalmente es corta (del orden de 1 m) y rígida (aunque puede ser telescópica), aunque puede estar conectada por un tubo flexible al equipo. 3.43 selectividad: Repuesta del equipo al gas de interés comparada con la respuesta a otros gases. NOTA Si la selectividad es alta para un gas concreto, los resultados serán menos ambiguos y la sensibilidad cruzada a otros gases será baja.

3.44 sensor semiconductor: Sensor cuyo principio de funcionamiento se basa en los cambios de la conductancia eléctrica de un semiconductor debido a la adsorción química en su superficie del gas que está siendo detectado. 3.45 sensibilidad: Tasa de cambio producida en el equipo por una concentración de gas o vapor conocida. NOTA 1 En función del contexto, puede referirse al mínimo cambio de concentración de gas o vapor que el equipo puede detectar. NOTA 2 Alta sensibilidad implica que se pueden medir bajas concentraciones.

3.46 sensor: Montaje que incluye el elemento sensible y que puede contener también componentes de circuito asociados. 3.47 elemento sensible: Es aquella parte del sensor que reacciona a la presencia de una mezcla de gas inflamable y produce cambios físicos o químicos que pueden ser utilizados para activar una función de alarma, de medida, o ambas. 3.48 sensor puntual: Sensor capaz de detectar gas puntual en una localización. 3.49 fuente de escape: Punto o localización de la que un gas, vapor o líquido inflamable puede ser liberado a la atmósfera de forma que se pudiera formar una atmósfera explosiva. [VEI 426-03-06, modificado] 3.50 intervalo de medida: Lectura máxima del equipo en el gas normalizado de ensayo. 3.51 equipo de lectura puntual: Equipo destinado a medir durante periodos de tiempo cortos, intermitentes o irregulares, según necesidad (generalmente 5 min o menos). 3.52 sensor de conductividad térmica: Sensor cuyo principio de funcionamiento se basa en el cambio de pérdida de calor por conducción de un elemento eléctricamente calentado situado en el gas a medir, comparado con la del mismo elemento situado en una célula de gas de referencia. 3.53 equipo transportable: Equipo no diseñado para ser portátil, pero que puede ser fácilmente desplazado de un sitio a otro.

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3.54 límite superior de explosividad, LIE: Fracción volumétrica, expresada en porcentaje, de gas o vapor inflamable en aire por encima de la cual no se forma una atmósfera explosiva (véase la Norma IEC 60079-20). NOTA También es conocido como límite superior de inflamabilidad, LSI.

3.55 vapor: Estado gaseoso de una sustancia que puede alcanzar el equilibrio con su estado sólido o líquido en el rango de presión y temperatura adecuado. NOTA Esta es una simplificación de la definición científica, para los objetivos de esta norma, y simplemente se requiere que la sustancia se encuentre por debajo de su punto de ebullición o sublimación en las condiciones ambientales de presión y temperatura.

3.56 ventilación: Movimientos de aire y renovación con aire fresco debido a los efectos del viento, gradientes de temperatura o medios artificiales (por ejemplo ventiladores o extractores). 3.57 fracción volumétrica (v/v): Relación entre el volumen de un componente gaseoso de una mezcla de gases y el volumen total de la mezcla bajo unas condiciones dadas de temperatura y presión. NOTA También se denomina relación volumétrica.

3.58 gas cero: Gas recomendado por el fabricante, libre de gases inflamables y sustancias contaminantes e interferentes, utilizado para la calibración/ajuste del cero de los equipos. 4 INFORMACIÓN BÁSICA SOBRE LAS PROPIEDADES, COMPORTAMIENTO Y DETECCIÓN DE GASES Y VAPORES En este capítulo se distingue entre gases, que permanecen gaseosos en condiciones ambientales normales, y vapores en los que puede existir también líquido bajo unas condiciones de presión y temperatura concretas. 4.1 Detección de gases y vapores − Generalidades El funcionamiento efectivo de los equipos de detección de gases inflamables no depende solo de su funcionamiento, sino también de su correcta utilización. La capacidad y la adecuación de un equipo para una aplicación dada y el conocimiento de sus limitaciones, conjuntamente relacionadas con la tecnología del sensor e individualmente con sus otras características de concepción, no pueden asegurar por si sola que la utilización protegerá correctamente a las personas, los bienes o los lugares donde puedan estar presentes gases o vapores inflamables. El nivel de seguridad alcanzado depende también de los conocimientos básicos que tenga el usuario sobre las propiedades de los gases y vapores y de los fenómenos que están relacionados con ellos. Este conocimiento debería capacitar al usuario para saber si los gases son más o menos ligeros que el aire, si los vapores son más pesados que el aire, o si tienen densidades similares, y determinar así dónde se pueden acumular. Si se conoce la dirección y velocidad del movimiento del aire, se puede prever cómo se propagarán. También puede haber limitaciones químicas o físicas que impongan limitaciones a una aplicación particular, tal es el caso de los procedimientos de calibración. No sólo deben tomarse en consideración aquellos gases o vapores que se pretenda detectar sino también otros que no se requiere detectar pero que también puedan estar presentes.

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Puede ser necesario valorar los efectos de los cambios de humedad y temperatura, especialmente al utilizar líneas de muestreo y aún más importante, cuando haya otros vapores distintos del agua. Los pequeños cambios ambientales, como un incremento o caída de la temperatura, de efecto despreciable en muchos casos, pueden ser importantes si existen líquidos que generan fácilmente vapores o se producen condensaciones en forma de nieblas o dentro de los equipos. No tener en cuenta estas propiedades de gases y vapores en alguna fase de la selección, instalación, revisión, formación, operación y mantenimiento incluso del aparato más simple puede acabar en lecturas erróneas. Estas pueden dar lugar a falsas alarmas o actuaciones incorrectas, o por otro lado a no dar una alarma o no tomar la acción adecuada. Tales factores pueden poner en peligro la vida y la propiedad innecesariamente. Algunos gases o vapores pueden causar corrosión u otro tipo de deterioro a ciertos tipos de sensores. Algunos tipos de sensores tienen tiempos determinados de vida. La sensibilidad puede cambiar a lo largo del tiempo. Esto se aplica a ciertos tipos de sensores para gases tóxicos y falta de oxígeno así como a gases y vapores inflamables. Esta es la principal razón para realizar comprobaciones periódicas de respuesta. Normalmente se hace utilizando un gas de ensayo o de calibración siguiendo un procedimiento concreto. El equipamiento correcto de calibración/ensayo para un tipo de equipo de detección de gas puede no ser idóneo para otro tipo; necesitándose normalmente algún tipo de entrenamiento. 4.1.1 Seguridad durante la detección de gases inflamables donde pueda haber presencia de personal Cuando se entra en una zona potencialmente peligrosa se observa frecuentemente las lecturas de los equipos. El personal puede estar entrando en una situación ya peligrosa y puede necesitar una advertencia inmediata. La lectura del equipo corresponde únicamente al punto de medida o al final de la línea de muestreo en su caso. Se puede estar formando una atmósfera peligrosa a unos pocos metros del punto de medida. Por tanto, deben realizarse varios ensayos de gas en todo el entorno de la zona de trabajo para asegurar que no haya bolsas de gas o vapor peligrosas en la zona de trabajo. Si es probable la presencia de vapores, se deberían realizar algunos ensayos a uno o dos centímetros del suelo. Se podría detectar con antelación un pequeño problema (como una pequeña fuga de líquido) en un estadio precoz. Deberían ensayarse todos los puntos cercanos. Las lecturas sólo son válidas para el momento en el que han sido tomadas. Las circunstancias cambian. Se recomienda realizar medidas frecuentes, especialmente si puede haber vapores implicados (véase 4.3.2) y si la temperatura está aumentando. Si pueden presentarse un amplio rango de vapores y gases en la zona de trabajo entonces habrá gran diversidad de sensibilidades potenciales. Se requerirá entonces un "punto de alarma" o "punto de acción" inferior. Ante la posible presencia de "venenos" para los sensores (siliconas, combustibles con plomo, ácidos, etc.) para sensores catalíticos o semiconductores, debe comprobarse frecuentemente la sensibilidad del equipo. Mientras la atmósfera esté siendo monitorizada para las propiedades inflamables de gases y vapores, conviene también considerar el hecho de que muchos gases, incluyendo todos los vapores salvo el del agua, son también tóxicos para las personas. Pueden ser necesarios sensores complementarios para estos gases y vapores específicos, así como adoptar ciertas precauciones adicionales. Si un equipo de detección de gas o vapor inflamable también dispone de detectores de alta sensibilidad para gases tóxicos específicos deberíamos tener en cuenta que solamente puede detectar esos gases. Generalmente no detectará otros posibles materiales tóxicos. La detección de la falta de oxígeno está íntimamente ligada a la detección de gases inflamables. Esta característica está frecuentemente incluida en el equipo. Puede haber varias razones para la deficiencia de oxígeno. Algunas de ellas se deben a que una sustancia tóxica es en parte la causa de la deficiencia, y este es con mucho el mayor de los problemas. De nuevo, pueden necesitarse detectores y precauciones adicionales.

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Por tanto, antes de comenzar a trabajar en áreas peligrosas, se recomienda que el oficial de seguridad de la planta, encargado de la higiene industrial o equivalente, compruebe en particular la toxicidad potencial de la atmósfera. NOTA Cada país tiene un sistema particular que puede usar valores diferentes para definir los límites máximos de seguridad frente a sustancias potencialmente tóxicas. Para más detalles, consultar el "ACGIH book of TLV’s" (Threshold Limiting Values) de EEUU, y el "BEIs" de la Comisión Europea para la investigación de Riesgos para la Salud de los Componentes Químicos en Áreas de Trabajo donde se publica una lista de los TLVs recomendados. Ambas organizaciones actualizan estas publicaciones anualmente. Otros países suelen utilizar uno de estos grupos de datos como base de sus documentos nacionales, a las que también se puede hacer referencia.

4.2 Algunas propiedades típicas de gases y vapores Todos los gases y vapores se mezclarán entre sí completamente, bien por difusión con el tiempo o bien por agitación. No se separarán. Sin embargo, algunos gases y vapores pueden reaccionar químicamente con otros al mezclarse. Si la concentración de un gas o vapor está aumentando en un área, se debe a que más de esta sustancia sigue llegando. No se debe a que se esté asentando. Una vez mezclados los gases y vapores no se separarán a menos que un componente sea eliminado por un proceso químico o por adsorción (por ejemplo en un filtro de carbón). En el caso de vapores, esta eliminación también puede ser por condensación debida al incremento de presión y/o a la caída de temperatura. La densidad de los gases puros y la densidad efectiva de los vapores es proporcional a su masa molecular. Durante la mezcla de gases y vapores no se producen cambios significativos de volumen. Por tanto, se puede calcular la densidad de las mezclas de gases y vapores a partir de la fracción volumétrica y las masas moleculares de sus componentes. Si se disponen datos de la densidad relativa, la densidad relativa de la mezcla puede calcularse análogamente a partir de las fracciones volumétricas y las densidades relativas de los componentes. El aire tiene una masa molecular aproximada de 29; a la que corresponde una densidad relativa de 1. Por ejemplo, gases con masas moleculares inferiores a 29 tendrán una densidad relativa inferior a 1 y serán más ligeros que el aire. Las mezclas de aire fresco con gases o vapores puros o mezclados más ligeros que el aire seguirán siendo, aunque en menor medida, más ligeras que éste. Tenderán a elevarse hasta que acaben diluyéndose totalmente en el aire de forma que el efecto acaba siendo despreciable. Las mezclas de aire fresco con gases o vapores más pesados que el aire, también serán, aunque en menor medida, más pesados que éste. Tenderán a acumularse en puntos bajos; pozos, zanjas, etc., hasta que acaben diluyéndose totalmente en el aire y el efecto sea despreciable. Si una fuente de escape y el aire de su entorno están sustancialmente más calientes que el aire ambiente la mezcla liberada puede tender inicialmente a elevarse, incluso si su densidad relativa es superior a 1. Como regla general, un incremento de temperatura de 30 K vencerá una fuerza equivalente a un incremento del 10% en la densidad relativa del aire. Se aplica lo contrario cuando la zona de fuga está más fría que la temperatura ambiente. Se puede considerar que debido a las diferencias de temperatura entre los escapes y a la turbulencia normal, los gases y las mezclas con densidades relativas entre 0,8 y 1,2 se puede considerar que tienen una densidad relativa similar al aire, y por tanto se pueden propagar en todas las direcciones. Todos los gases y vapores inflamables tendrán un LIE y LSE. El LIE y el LSE se determinan experimentalmente, y los datos correspondientes para muchas sustancias se pueden encontrar en la Norma IEC 60079-20. Estos valores no se pueden predecir con exactitud. NOTA Debido a este carácter experimental, cada país tiene valores diferentes del LIE y el LSE, los cuales tienen carácter legal. Como ejemplos: −

NFPA 30 publicación utilizada en EEUU;

−

GESTIS es una base de datos pública utilizada en Alemania.

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Todos los vapores, excepto el vapor de agua, son tóxicos en diferentes grados. Todos los vapores inflamables son tóxicos a niveles bastantes inferiores al 25% del LIE, y la mayoría son tóxicos por debajo del 1% del LIE. En el mejor de los casos, los gases (excepto el aire o el oxígeno) son asfixiantes (su efecto en las personas se debe únicamente a la dilución del contenido de oxígeno en el aire). Otros gases varían desde una toxicidad media a una extrema. Al detectar gases o vapores específicos, es necesario tener en cuenta la posible toxicidad de otros gases o vapores que puedan estar presentes y que no se están detectando. 4.3 Diferencias entre la detección de gases y vapores Se esbozan a continuación las mayores diferencias prácticas entre la detección de gases y la detección de vapores. 4.3.1 Detección de gases Las sustancias que permanezcan gaseosas a las temperaturas y presiones a las que se lleva a cabo la detección de gases seguirán estrictamente las Leyes de los Gases y se comportarán de forma previsible. Una formación básica será suficiente para una persona común. Los gases pueden ser puros o formar cualquier mezcla, a menos que reaccionen químicamente. La composición en una mezcla de gases que no reaccionen entre sí permanece constante con la temperatura y la presión. 4.3.1.1 Consideraciones acerca de la calibración Es posible preparar y almacenar a alta presión, mezclas de gas de calibración, así como otras mezclas de gas de ensayo, totalmente representativos de las aplicaciones de detección a las que se destinen. Muchas pueden hacerse sobre una base de aire seco o sintético. Sin embargo los gases más reactivos tienen un tiempo de almacenamiento mayor si su base es particularmente el nitrógeno seco, y se suele elegir este sistema a menos que sea incompatible con el sensor. Si se necesita la detección de más de un gas o vapor, es más común utilizar un gas de ensayo o calibración simple y datos de respuesta relativos. Para más detalles véase el apartado 4.3.2.1. 4.3.1.2 Consideraciones acerca del muestreo y propagación Los gases pueden tener una densidad menor que la del aire, como el hidrógeno o el metano. Pueden tener aproximadamente la misma densidad, como el monóxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, cianuro de hidrógeno, etano, etileno y acetileno; o su densidad puede ser mayor que la del aire, como el cloro, dióxido de carbono, dióxido de azufre, gases licuados del petróleo, propano, propileno, y butano. Durante el muestreo se deberían tomar al menos algunas lecturas o realizar algunos ensayos en ciertos lugares teniendo en cuenta la densidad del gas. Esto también puede ayudar a detectar la fuente de una fuga. 4.3.1.3 Consideraciones acerca de la toxicidad Algunos gases inflamables (concretamente amoniaco, sulfuro de hidrógeno, cianuro de hidrógeno, monóxido de carbono, metilamina y formaldehido) son altamente tóxicos a niveles tan bajos que son indetectables mediante los equipos de gas inflamable convencionales, aunque estén listados en la Norma IEC 60079-20 y puedan ser detectables por tales aparatos a los niveles más elevados relevantes para la detección en el rango del LIE. Si estos gases pueden estar presentes se necesitarán detectores de gases tóxicos específicos e independientes, así como la toma de otras precauciones si puede haber personal en la zona. De la misma forma hay que considerar que algunos gases no inflamables son altamente tóxicos; tales como, cloro, dióxido de azufre, óxido nítrico y dióxido de nitrógeno. Si estos gases pueden estar presentes, se necesitarán sensores de gases tóxicos específicos, y posiblemente otras precauciones. Otros gases inflamables tales como el propano, ciclopropano, butano y gases licuados del petróleo son medianamente tóxicos o narcóticos a niveles bastante por debajo del LIE. Análogamente otros gases no inflamables como el dióxido de carbono y óxido nitroso son potencialmente tóxicos a niveles que no tienen por qué suponer una deficiencia de oxígeno.

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4.3.1.4 Vapor de agua Aunque este apartado trate únicamente de la detección de gases, en general no se puede ignorar el vapor de agua. Puede producir problemas en equipos fríos que se expongan repentinamente a atmósferas más calientes y húmedas. Como ejemplos tenemos el almacenamiento en frío para luego pasar a una atmósfera normal, o tras un tiempo en un entorno de aire acondicionado para luego entrar en un ambiente tropical húmedo o atmósfera subtropical. El agua puede condensar dentro o sobre el sensor ocasionando una pérdida temporal de la sensibilidad u otro problema similar hasta que el equipo se haya calentado y el agua se evapore. Éste es el caso particular de los sensores electroquímicos en los que la condensación de agua sobre la superficie de la membrana del sensor puede causar una reducción brusca en la lectura del detector de oxígeno desde los valores normales de 20,8% o 20,9% hasta un 16% o menos. Después, la sensibilidad puede recuperarse lentamente durante algunos minutos hasta que el sensor alcance la temperatura ambiente, y la película condensada se evapore. El vapor de agua puede ocasionar también importantes desviaciones en la lectura de varios tipos de sensores (véase el capítulo 5 y el anexo A). 4.3.2 Detección de vapores Los vapores son más difíciles de entender que los gases. Se trata de sustancias en las que las fases sólida o líquida pueden coexistir simultáneamente con la fase gaseosa en condiciones normales o ligeramente anormales de presión y temperatura. Su comportamiento es distinto al de los gases, y pueden causar más problemas. Si existe la posibilidad de que haya vapores, entonces se requiere una formación adicional acerca de sus propiedades. Cuando haya un líquido, la tasa de evaporación se incrementará con la temperatura. Análogamente la fracción volumétrica máxima del vapor que puede conseguirse en un sistema cerrado (vapor saturado) se incrementará con la temperatura. Esto depende de la presión y de la temperatura y no de la cantidad de líquido, siempre que quede líquido. La fracción volumétrica máxima del vapor también es independiente del gas de base siempre que esté a la misma presión y temperatura y no sea soluble en el líquido. La fracción volumétrica que puede alcanzar el vapor a una temperatura dada es inversamente proporcional a la presión absoluta. De tal manera que un incremento en la presión puede causar condensaciones. Como regla general podemos decir que, a presión constante, la fracción volumétrica máxima (saturación) de cualquier vapor se incrementa de 1,5 a 2,0 veces por cada 10 K de incremento en la temperatura del líquido, y se decrementará en un factor de 1,5 a 2,0 veces por cada 10 K de reducción. El efecto de duplicar la presión absoluta es equivalente al efecto de disminuir la temperatura entre 10 K y 17 K a presión constante. Reducir la presión tiene un efecto equivalente a un incremento similar en la temperatura. La temperatura a la que la fracción volumétrica de saturación puede alcanzar el 100% a una presión dada es el punto de ebullición. Sólo es posible alcanzar un 100% de fracción volumétrica de un vapor a/o por encima del punto de ebullición a esa presión atmosférica. Por debajo del punto de ebullición del líquido, la máxima concentración posible de vapor en aire u otros gases debe ser inferior al 100% de la fracción volumétrica. La cantidad real de vapor será menor que las cantidades máximas antes indicadas si se ventila constantemente la superficie del líquido con atmósfera fresca o si no ha habido suficiente tiempo para que se establezca el equilibrio. Sin embargo este máximo es alcanzable en espacios cerrados, especialmente si ha estado cerrado suficiente tiempo y el aire se revuelve lentamente mediante convección u otro sistema mecánico. Los líquidos inflamables tienen puntos de destello, los cuales se determinan de forma diferente que el LIE; pero son esencialmente las temperaturas a las que sus vapores pueden alcanzar sus fracciones volumétricas de LIE en el aire sobre la superficie del líquido, de nuevo teniendo en cuenta que el vapor no está agitado continuamente por corrientes de aire.

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Todos estos puntos imponen límites en las mezclas de vapores con gases. Para una fracción volumétrica particular de un vapor en una mezcla con un gas, una caída en la temperatura o un incremento de la presión daría lugar, en cierto momento, a que se alcance el punto de saturación, debajo del cual comienza la condensación del líquido formando nieblas o líquidos. Cuando se aplica a vapor de agua esto se conoce como "punto de rocío". Este término se aplica frecuentemente a otros vapores. Por tanto, por debajo del punto de rocío, la composición de muchas mezclas de vapor y gas debe cambiar. 4.3.2.1 Consideraciones acerca de la calibración La condición real que limita la utilización práctica en campo de un gas o vapor de ensayo o calibración viene dada por la mínima temperatura a la que se utilizará junto con la presión requerida del gas de calibración o del cilindro del gas de ensayo. Los conjuntos de ensayo con una presión de almacenamiento entre 2 MPa y 3 MPa están efectivamente limitados para cerca del 50% del LIE en el caso de n-pentano (punto de ebullición 36 ºC), el 10% del LIE para n-hexano (punto de ebullición 68 ºC), bastante menos para otras sustancias con puntos de ebullición similares, y aun menores valores para sustancias con mayores puntos de ebullición. Generalmente, los gases de ensayo para el pentano y el hexano son directamente aplicables a la industria del petróleo en la que dichos vapores pueden ser los principales componentes. Sin embargo, en el caso de otras industrias, rara vez es posible hacer una calibración o ensayo mediante un conjunto portátil o transportable para su uso fuera del laboratorio, que vaya a ser realmente representativo del vapor que se va a medir. Para sortear este problema, se determinan en el laboratorio las respuestas del equipo a distintos gases y vapores con referencia a gases o vapores de ensayo que sean prácticos. Conseguir tales datos requiere tiempo y caros recursos, y para objetivos generales normalmente solo se hace para un modelo particular de equipo, no para cada unidad. En tales casos habrá diferencias entre distintas unidades. La calibración individual se realiza entonces mediante una de estas dos formas: a) obtener una lectura correcta del LIE del gas o vapor de calibración y usar los datos de respuesta relativa directamente para las sustancias de interés (o generar la respuesta relativa mediante una herramienta informática); b) obtener una lectura artificial del LIE del gas o vapor de calibración de tal manera que la lectura del LIE sea casi correcta cuando se exponga al gas o vapor de interés, o para un rango específico de gases o vapores. También puede haber variaciones en las respuestas relativas de los sensores a lo largo del tiempo, especialmente en el caso de sensores que tienen un tiempo de vida definido o que son susceptibles de "envenenamiento" (pérdida de sensibilidad debido a la acción química), tal como sensores de combustión catalítica o electroquímicos. Por ejemplo, en el caso de sensores de combustión catalíticos, la respuesta al metano se deteriorará selectivamente antes que ante otros gases o vapores. Si esto ocurre y el equipo puede ser recalibrado correctamente con metano, tendrá una sobre lectura para otras sustancias, lo que implica una mayor seguridad. Por esta razón, en todas las aplicaciones de combustión catalítica donde el metano pueda estar involucrado, se recomienda el uso de metano como gas de ensayo para ensayos de campo y durante los procedimientos de calibración, incluso si algún otro gas o vapor se usa para la calibración real. De otro modo, normalmente se recomiendan mezclas de calibración de propano, pentano o hexano dado que la sensibilidad a estos gases tiende a disminuir más que a otras sustancias. También debería considerarse que la sensibilidad de los sensores de combustión catalítica al metano en términos del LIE es generalmente mayor a la sensibilidad frente a otras sustancias excepto el hidrógeno. Por tanto si se usa la técnica descrita en el punto a) anterior, las alarmas deberían ser fijadas en puntos inferiores y si se usa la técnica descrita en el punto b) la lectura de calibración debería ser fijada a una mayor lectura que el % LIE del gas de ensayo de metano. El hidrógeno debería ser utilizado solamente como su propio gas de calibración.

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Siempre que se usen otros gases de calibración o ensayo distintos a los que se vayan a detectar, se recomienda adoptar márgenes adicionales de seguridad, fijación de menores puntos de alarma, etc., para compensar la incertidumbre añadida de datos de respuesta relativa que se origina como consecuencia de lo mencionado anteriormente. 4.3.2.2 Consideraciones de propagación y muestreo Solamente el vapor de agua es más ligero que el aire. Son sólo cuatro los vapores con una densidad similar a la del aire, tres de ellos inflamables (metanol, hidroxilamina, hidracina y peróxido de hidrógeno, los tres últimos son poco comunes). Todos los demás vapores son más densos que el aire. La mayor parte de ellos en gran medida. En un punto de escape, a menos que esté caliente, el vapor fluirá inicialmente en dirección descendente o a lo largo de superficies a nivel, y hasta que no se mezcle bien con aire permanecerá cerca del suelo, posiblemente formando una capa de unos centímetros de espesor donde aparecerá el mayor riesgo de inflamabilidad. Los lugares de mayor riesgo serán los pozos, zanjas y túneles que tienden a llenarse desde el fondo hacia arriba y pueden permitir una propagación que puede alcanzar cientos de metros. Esto puede también causar problemas de toxicidad muy serios para el personal que entre en pozos y túneles. Cuando se realice un muestreo de vapores inflamables en atmósferas relativamente tranquilas, hay que realizar algunos ensayos en cotas muy bajas, preferentemente a menos de un centímetro del suelo. Una vez mezclados con un exceso de aire, los vapores se distribuyen en todas las cotas, posiblemente a fracciones volumétricas bastante inferiores a su LIE pero aun presentando altos riesgos de toxicidad. El vapor de un líquido inflamable con un alto punto de destello puede pasar desapercibido a los detectores si la temperatura ambiente está muy por debajo de dicho punto. Así por ejemplo, usando la regla general dada en el comienzo del apartado 4.3.2, si el ambiente está a 60 ºC por debajo del punto de destello, se estima que el vapor sólo puede alcanzar entre el 1% y 8% del LIE como máximo, y esto sólo muy lentamente cerca del líquido, y si el vapor no está siendo arrastrado por la ventilación. Al contrario, si la temperatura se incrementa, y especialmente en lugares cerrados, la concentración puede cambiar dramáticamente. De nuevo, utilizando la regla general, dicha concentración en un espacio cerrado podría incrementarse hasta 8 veces para un incremento de temperatura de 30 K, causada por ejemplo, por el sol sobre un tanque externo. Una cantidad no detectada anteriormente dentro del tanque debido al frío puede acabar siendo muy importante cuando éste se caliente. Cuando las temperaturas se elevan se hace necesario aumentar la frecuencia de las detecciones de vapor. Con sustancias de altos pesos moleculares pueden presentarse otros tipos de problemas. A mayor peso molecular menor tasa de difusión. Esto se aplica a equipos con un muestreo sin bombeo donde se emplean pantallas de difusión para prevenir igniciones externas, y también dentro de ciertos sensores. En particular esto puede afectar de forma adversa tanto a la velocidad de respuesta como a la sensibilidad en sensores de combustión catalítica, particularmente a los modelos "veneno resistentes". Se presentan aún mayores problemas en el ensayo de vapores debido a la posibilidad de condensación de la propia muestra bien en el detector o bien en sus accesorios. Los detectores de gases solamente detectarán los gases o vapores presentes. No detectarán nieblas o líquidos condensados como consecuencia de que el equipo o la línea de muestreo se encuentren considerablemente más fríos que la atmósfera que se está muestreando. Si el equipo o su línea de muestreo son contaminados por vapor condensado debido a que se encuentren demasiado fríos o aún peor por captar el propio líquido inflamable, se producirán lecturas falsas y posiblemente peligrosas hasta que dicha contaminación se elimine por completo. 4.3.2.3 Toxicidad y otras consideraciones Todos los vapores salvo del agua, incluyendo también todos los no inflamables, presentan en algún grado el riesgo de toxicidad. Todos los inflamables son tóxicos a concentraciones bastante por debajo del LIE. La mayor parte de los vapores, incluyendo los más comunes en la industria, son tóxicos bastante por debajo del 1% del LIE. Así, pueden ser indetectables a concentraciones a las que son tóxicos si se emplean únicamente detectores con un rango normal de LIE. Se necesita tomar precauciones adicionales.

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4.4 Deficiencia de oxígeno Los detectores de deficiencia de oxígeno se utilizan frecuentemente con los detectores de gases inflamables, con o sin sensores de detección frente a gases tóxicos. Tales detectores son esenciales para trabajar en espacios confinados. Algunas variedades de sensores de oxígeno responden frente a cambios de la presión, por lo que necesitan ser verificados en aire fresco, y posiblemente ajustados, cada vez que se utilicen y/o si hay un importante cambio de altitud. La fracción volumétrica de oxígeno en aire seco es del orden del 20,9% v/v. Normalmente la alarma para indicar su deficiencia se ajusta entre el 19,0% y 19,5% v/v. Tomando como ejemplo un ajuste al 19,0% v/v, la alarma debería activarse con una deficiencia de un 1,9% v/v o dicho de otra manera, con una deficiencia del 10% de la concentración original. En ciertas circunstancias esto puede no ser adecuado para la protección del personal. Análogamente, con un ajuste del 19,5% v/v la alarma debería activarse con una deficiencia del 1,4% v/v o, dicho de otra manera, con una deficiencia del 7% de la concentración original. En ciertas circunstancias también puede no ser adecuado para la protección del personal por sí mismo. Generalmente no se considera que si el operador confía en un equipo para detectar un gas o vapor inflamable y una deficiencia de oxígeno, también debería saber cuál es la causa de la deficiencia de oxígeno que se pueda presentar. Hay tres mecanismos físicos y químicos básicos que pueden dar lugar a una deficiencia de oxígeno, descritos en los siguientes tres apartados tomando como referencia el ajuste al 19,5% en la alarma del ejemplo anterior. 4.4.1 Reacción química del oxígeno con productos sólidos Los principales ejemplos son la corrosión del acero u otros metales. El oxígeno simplemente es sustraído del aire y convertido en el óxido sólido del metal. Esta situación es típica de espacios confinados construidos de metal. Cuando las alarmas se ajustan al 19,5% v/v la atmósfera es equivalente, en términos fisiológicos, a trabajar a una altitud de unos 650 m por encima de la actual. Generalmente esta concentración no causa ningún problema al personal. 4.4.2 Reacción química del oxígeno con productos gaseosos En el caso más simple, esto podría corresponder a la respiración, actividad bacteriana aeróbica (pero no acción anaeróbica) o combustiones completas. La reducción de un 1,4% en oxígeno necesaria para activar la alarma iría acompañada de un incremento en el nivel de dióxido de carbono de alrededor del 0,8% lo que es ampliamente seguro a corto plazo y no habría efectos a corto ni largo plazo sobre una "persona normal". Sin embargo, si la deficiencia de oxígeno se debiera a una combustión incompleta de madera, papel, carbón, aceites, etc., incluso después de que el humo se hubiera disipado, una atmósfera del 19,5% v/v en oxígeno podría aún ser letal debido a cantidades posiblemente superiores al 0,2% v/v (2 000 partes por millón), de monóxido de carbono producido junto con el dióxido de carbono. Si en la combustión han participado plásticos tales como el PVC, poliuretano, etc., la atmósfera sería muy tóxica debido a la combustión adicional de productos tales como el cloruro de hidrógeno y el cianuro de hidrógeno. 4.4.3 Dilución de aire por desplazamiento por otro gas o vapor NOTA La detección de un gas mediante el agotamiento de oxígeno solamente es recomendable bajo condiciones muy controladas y si no es factiblre de otra manera.

La deficiencia de oxígeno de 1,4% v/v necesaria para activar la alarma requiere la adición de un 7% v/v del otro gas o vapor. Por tanto el problema consiste en saber cuál es el gas o vapor que ha causado dicha deficiencia. Hay varias categorías:

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a) Si la razón de la deficiencia de oxígeno es la dilución con un gas inerte como el nitrógeno, argón, helio o neón (o vapor de agua), una adición del 7% v/v del gas inerte a la atmósfera es perfectamente segura. La situación es similar a la indicada en el apartado 4.4.1. b) Si el gas que causa la deficiencia de oxígeno es hidrógeno, metano (gas natural) o etano, la atmósfera podría ser segura para respirar durante un periodo corto de tiempo pero podría estar por encima del LIE, y por tanto ser explosiva. Pero si hay un detector de gas inflamable junto a uno de oxígeno, se debería haber producido una alarma antes de que se llegue a esta situación. c) Si el gas causante de la deficiencia de oxígeno es acetileno, etileno, ciclopropano, propano, gas licuado del petróleo o butano, el personal que trabaje en esta atmósfera podría sobrevivir al menos durante unos segundos. Pero se habría superado el límite LIE. Pero si hubiera un sensor de combustibles, su alarma se activaría con anterioridad. d) Si el gas causante de la deficiencia de oxígeno es dióxido de carbono, la atmósfera sería extrema. Las personas solamente podrían permanecer conscientes durante poco tiempo en tal atmósfera durante un instante. Un 7% de fracción volumétrica de cualquier otro gas o vapor añadido a la atmósfera, causaría tal reducción de oxígeno, que la volvería potencial y rápidamente fatal. ADVERTENCIA − Los detectores de oxígeno nunca deben utilizarse para indicar el desplazamiento por CO2 Esto puede derivar en una situación muy peligrosa. La confianza en las alarmas de oxígeno para monitorizar la producción de dióxido de carbono ha causado fatalidades. Éstas fueron debidas a la confusión entre la situación indicada en el apartado 4.4.2, donde el oxígeno es sustraído y la alarma se activa con un 0,8% v/v de CO2, y la producción de CO2 por procesos anaeróbicos. Es esta última situación la contemplada en este párrafo, en la que el CO2 se añade sin la eliminación de oxígeno, por ejemplo en la fabricación de cerveza o vino o retirada de fangos anaeróbicos en pozos accesibles. En estos casos, la misma alarma podría no activarse hasta que se alcance un 7% v/v de CO2. ADVERTENCIA − Un peligro adicional en este caso es que algunos sensores de oxígeno generan una pequeña señal de fondo de escala con una alta concentración de CO2. En el ejemplo anterior, esto significaría que la lectura de O2 sería mayor que su concentración real y por tanto la alarma de 19,5% v/v de O2 se activaría solo con una concentración de CO2 significativamente mayor del 7% v/v, y por tanto más peligrosa. 5 PRINCIPIOS DE MEDIDA Los principios de media se tratan con todo detalle en el anexo A. Este capítulo es un extracto del mismo que aporta información práctica sobre aspectos de funcionamiento, servicio y reparación. Los títulos y numeración de los apartados desde 5.1 hasta el 5.9.4 son idénticos a los A.1 a A.9.4 del anexo. Para mayor detalle utilizar el anexo A en lugar de este capítulo. Se indican a continuación los principios de medida de distintos tipos de sensores junto con sus ventajas y aplicaciones típicas así como sus limitaciones, interferencias por otros gases y su envenenamiento (por ejemplo, pérdida de sensibilidad causada por otros gases o vapores). La tabla 1 presenta un resumen de los principios de detección más comunes, los cuales se explican con más detalle en los apartados 5.1 a 5.9 y A.1 a A.9.

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Tabla 1 − Resumen de los aparatos de detección de gas con diferentes principios de medida Sensor catalítico

Sensor termo conductor

Sensor infrarrojos

Sensor semiconductor

Sensor electroquímico

Detector de ionización de llama

Analizador Detector Detector de de tempeparamagné foto ratura de tico de ionización llama oxígeno

Detalles en el apartado

5.1

5.2

5.3

5.4

5.5

5.6

5.7

5.8

5.9

O2 necesario en la muestra de gas

Sí

No

No

(No)

(No)

(No)

Sí

No

No se aplica

Rangos de medida típicos gases combustibles

≤ LIE

(0) – 100%

0 – (100%)

≤ LIE

≤ LIE

≤ LIE

< LIE

< LIE

No se aplica

Rangos típicos para el oxígeno

No se aplica No se aplica 0 – (100%)

Gases Grandes combustibles no moléculas medibles

No se aplica 0-25% (0-100%)

No se aplica No se aplica No se aplica 0-100%

Véase 5.2

H2

(Véase 5.4)

Alcanos

H2; CO

(Véase 5.7)

Gases H2; CO; CH4 IP > X5 combustibles

Tiempo de respuesta relativa 1

Depende de la sustancia

Medio

(Bajo)

Depende de la sustancia

Medio

Bajo

Bajo

Bajo

Interferencia de gases no combustibles 2

No

CO2; freones

(Sí)

SO2; NOx; H2O

SO2; NOx;

ClHCs3; Halones

(Halones)

Sustancia IP NO; NO2 < X5

Venenos 2

Sí; (Halones4); (H2S); Pb

No

No

Sí; Halones4 (No) SO2

(Sí)

No

No

No

Gases externos requeridos

No

No

No

No

Sí

Sí

No

(Sí/No)

No

Bajo a medio

NOTA 1 Comparación cualitativa entre principios. Los valores no tienen en cuenta el tiempo de las líneas de muestreo por aspiración. NOTA 2 Ejemplos comunes dados en la tabla. NOTA 3 Hidrocarburos clorados. NOTA 4 Componentes orgánicos halogenados o halógenos inorgánicos. NOTA 5 PI es el potencial de ionización de la sustancia. X es la energía de la lámpara UV del detector. (No), (Sí) para información de lo establecido entre paréntesis, ir al apartado indicado.

5.1 Sensores catalíticos El principio de funcionamiento de los sensores catalíticos se basa en la oxidación del gas inflamable sobre una superficie de un catalizador calentado eléctricamente que funciona típicamente a una temperatura de entre 450 ºC y 550 ºC. Los sensores catalíticos son capaces de funcionar de forma continua durante varios años sin la presencia de venenos importantes, sin embargo, sufren una deriva progresiva y pérdida de sensibilidad debido al envejecimiento, y a restos de venenos. Por ello, se deben hacer comprobaciones de la respuesta y recalibraciones regulares, donde la frecuencia dependerá de la severidad de la aplicación. Las envolventes de los sensores incorporan, en la mayoría de los casos, un dispositivo metálico permeable por el que permite al gas acceder al elemento sensible y asegurar que si el gas se encuentra por encima del LIE y se produce su ignición por el calor del elemento sensible, dicha ignición no se propague al exterior de la envolvente. Esta protección también es útil frente al polvo o daño mecánico, así como frente a velocidades de aire excesivas. 5.1.1 Aplicaciones comunes Los sensores catalíticos son adecuados para: − la detección, en principio, de todos los gases inflamables; pero con variaciones de sensibilidad;

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− la detección de mezclas gas/aire hasta el límite inferior de explosividad (LIE). El tiempo de respuesta y la sensibilidad dependen de la naturaleza del gas medido. A mayor masa y tamaño molecular del gas, mayor será el tiempo de respuesta, y generalmente, menor será la sensibilidad. 5.1.2 Limitaciones El sensor catalítico depende de la combustión catalítica como principio de funcionamiento y sólo funciona cuando hay oxígeno suficiente (mínimo 10%). Las concentraciones pobres de oxígeno solo se dan con altas concentraciones de gases inflamables muy por encima del LIE. Por lo tanto, este tipo de sensor sólo puede utilizarse para la detección de mezclas de gas/aire hasta el límite inferior de explosividad (LIE). ADVERTENCIA − Con concentraciones por encima del límite inferior de explosividad, un sensor catalítico puede indicar erróneamente que la concentración está por debajo del LIE. Por tanto, los equipos que cumplan completamente con la Norma IEC 60079-29-1, o la antigua serie IEC 61779, con sensores catalíticos deben tener una indicación con bloqueo para prevenir lecturas erróneas fuera de rango. Sin embargo, los sensores independientes (por ejemplo trasmisiones 4-20 mA) y aparatos más antiguos pueden no incorporar tales medidas de protección. Los cambios de presión, temperatura y humedad no tienen un efecto importante dentro del rango especificado. Sin embargo a menor nivel de alarma mayor será la importancia de las variaciones por la temperatura y otros factores medioambientales. Para prevenir falsas alarmas, se recomienda que el nivel de alarma no se fije por debajo del 5% del LIE para el metano, 10% del LIE para el propano y butano y el 20% del LIE para vapores de gasolina, siempre que se hayan tomado precauciones adecuadas frente a la toxicidad en este último caso. Tras la exposición a concentraciones de gas que exceden del rango de medida, o durante largos periodos, el sensor puede necesitar un tiempo de recuperación de varias horas o puede sufrir cambios irreversibles en su lectura del cero y su sensibilidad. Debido a las razones dadas en los tres párrafos anteriores, los sensores no son adecuados para aplicaciones de alta sensibilidad (por ejemplo, rangos mucho menores a 0 – 10% del LIE), situación en la que simplemente se amplificarían estos comportamientos no deseados. 5.1.3 Interferencias El principio de medida generalmente no es selectivo ya que todos los gases inflamables (en aire) generan una señal. Hay una amplia variación en la sensibilidad a gases diferentes que no se correlaciona directamente con el LIE. Sin embargo, es posible utilizar la sensibilidad relativa verificada para el gas (suministrada por el fabricante) para calibrar los equipos. Si la atmósfera a monitorizar contiene gas(es) que diluyen o desplazan el aire, por ejemplo nitrógeno o dióxido de carbono, el sensor catalítico puede dar una respuesta débil o incluso nula. En atmósferas cargadas de humedad podemos encontrar el mismo problema, muy a menudo debido a la condensación en el apagallamas sinterizado hasta su saturación. Altas concentraciones de un gas inerte (por ejemplo argón o helio) también pueden cambiar el equilibrio térmico del sensor dando lugar a una aparente lectura de gas combustible. 5.1.4 Venenos Los sensores catalíticos son susceptibles al envenenamiento por sustancias muchas de cuales obviamente no están presentes, pero que son de uso bastante extendido, haciendo necesarias las comprobaciones de la respuesta y la recalibración de forma regular. Esta inhibición puede ser temporal o permanente de acuerdo a la naturaleza del contaminante.

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La inhibición permanente, conocida normalmente como "envenenamiento catalítico" puede ser el resultado de la exposición a algunas sustancias como son: − siliconas (ejemplos, colas, agentes libres, grasas y aceites especiales, y algunos productos médicos); − tetraetilo de plomo (ejemplos, gasolina con plomo, en particular elcombustible de aviación "Avgas"); − compuestos sulfurados (ejemplos, dióxido de azufre, sulfuro de hidrógeno); − compuestos halogenados (ejemplos, algunos hidrocarburos halogenados); − compuestos orgánicos fosforados (ejemplos, herbicidas, insecticidas, ésteres fosfatados en fluidos hidráulicos ignífugos). En algunos casos, los hidrocarburos halogenados y componentes sulfurados sólo causan la inhibición temporal. Los llamados sensores "veneno resistentes" pueden tolerar mayores dosis de estos contaminantes que los sensores tradicionales antes de sufrir la inhibición; aunque pueden ver alteradas sus otras propiedades (por ejemplo, pueden tener una velocidad de respuesta y sensibilidad reducidas). Aquellos que no son "resistentes al veneno", en algunos casos pueden estar protegidos contra la mayor parte de los venenos mediante el empleo de filtros de carbón activo o de otro tipo. Sin embargo, estos filtros deberían utilizarse con mucha precaución ya que mientras que pueden ofrecer una protección excelente frente a los contaminantes, los filtros de carbono en particular, reducen la sensibilidad, e incluso pueden impedir la detección de hidrocarburos pesados. También pueden incrementar considerablemente los tiempos de respuesta para sustancias distintas al metano e hidrógeno, limitando su aplicación efectiva frente a estos gases. Los filtros tienen un tiempo de vida limitado y por tanto necesitan ser sustituidos. Su funcionalidad también puede ser afectada por el grado de humedad en la atmósfera. El efecto del envenenamiento depende del veneno en sí mismo, del gas que vaya a ser medido y el diseño del sensor. Deberían seguirse las recomendaciones del fabricante en cuanto a cuáles son los contaminantes que pueden envenenar el catalizador y como se puede proteger el sensor. 5.2 Sensores de conductividad térmica El principio de funcionamiento de los sensores de conductividad térmica se basa en la pérdida de calor por conducción (y algunas veces también por convección) de un elemento resistivo calentado eléctricamente (por ejemplo un filamento, una perla, o una fina película resistiva) situado en una corriente de gas de muestra con caudal constante, o en una cámara de difusión. El sensor ni consume ni altera la muestra y no necesita oxígeno. Por tanto es posible la lectura incluso sin flujo. Este tipo de sensor es adecuado para monitorizar aquellos gases cuya conductividad térmica en la gama de detección deseada difiera mucho de la del ambiente de referencia (generalmente aire). Sin embargo, las tablas de conductividad térmica publicadas pueden ser engañosas ya que hay otros factores como la convección o el desplazamiento de masa que también tienen influencia sobre la sensibilidad del sensor. 5.2.1 Aplicaciones comunes Estos sensores no necesitan oxígeno para su funcionamiento y son capaces de medir concentraciones hasta el 100% v/v de gas. Los equipos pueden calibrarse a cualquier rango adecuado hasta el 100% del gas nominal sobre un gas de base determinado. Estos sensores son adecuados para la detección de gases individuales de alta o baja conductividad en relación con el aire, cuando éste sea el ambiente de referencia. Normalmente los gases de alta conductividad (hidrógeno, helio y neón) tienen una buena sensibilidad en el aire y la sensibilidad para el metano es por lo general aceptable.

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A menudo, la sensibilidad está limitada y el límite mínimo de detección práctica puede superar el LIE a menos que la conductividad térmica del gas sea suficientemente diferente de la del aire. Una aplicación especial es la purga de los tanques de gases licuados de petróleo con gas inerte CO2/N2. Cuando la conductividad térmica se combina con la convección es posible producir sensores que son en gran medida independientes de la gama de gases de base (aire, nitrógeno y ciertos gases inertes basados en el dióxido de carbono/nitrógenro y gases de inertización CO2/N2). Al mismo tiempo su respuesta tendrá al menos una sensibilidad comparable a un rango de hidrocarburos ligeros, desde el metano al pentano, aunque los datos de conductividad térmica en sí mismos podrían indicar que esto no es posible. 5.2.2 Limitaciones Este sistema se limita a aplicaciones en las que las variaciones previstas del gas de base tienen un efecto insignificante cuando se compara con la respuesta del gas o gases de interés en la gama pretendida. Los sensores no diferencian gases individuales. Responderán a todos los gases sean inflamables o no. Las conductividades térmicas de los gases inflamables difieren ampliamente. Los más ligeros (metano e hidrógeno) son más conductivos que el aire mientras que los más pesados (hidrocarburos distintos al metano) son menos conductivos. La respuesta a una mezcla es por tanto indeterminada a menos que se conozcan las proporciones de todos los gases constituyentes de la mezcla. En el peor caso, los efectos de una mezcla de gases de alta y baja conductividad pueden anularse entre ellos y dar lugar a una respuesta del equipo nula. También se pueden producir errores cuando: a) se usa un sensor de conductividad térmica sensible al flujo y el gas de muestra no tiene un flujo estable o cuando no se mantienen las condiciones de flujo indicadas en las instrucciones del fabricante; b) hay variaciones en la temperatura ambiente sin un control de compensación de temperatura por parte del sensor; c) el equipo se utiliza en una orientación inadecuada, especialmente si es del tipo que utiliza la convección además de la conductividad. 5.2.3 Interferencias Si el equipo se expone o se intentan detectar gases para los que no está calibrado se producirán interferencias o errores. De forma específica, gases adicionales o imprevistos, sean inflamables o no, y con conductividades térmicas diferentes al gas de base, pueden modificar la conductividad resultante en cualquier dirección, de tal forma que la señal dada por el equipo puede acabar siendo cero. El vapor de agua es en muchos casos una interferencia específica ya que puede ser altamente variable, especialmente en climas cálidos. En las aplicaciones de alta sensibilidad la señal debida a las variaciones de vapor de agua puede ser suficiente para que el equipo requiera un acondicionamiento del muestreo. 5.2.4 Venenos No se conocen efectos de envenenamiento. 5.3 Sensores de infrarrojos El principio de funcionamiento de los sensores ópticos espectrofotométricos se basa en la absorción de la energía de un haz de luz ultravioleta, visible o zonas infrarrojas del espectro, por las moléculas del gas que está siendo detectado. La mayoría de los equipos actuales trabajan en el espectro infrarrojo (IR). Los sensores de infrarrojos no consumen la muestra y no necesitan oxígeno para su funcionamiento. Además no se ven muy afectados por el flujo de la muestra. La expectativa de vida del sensor es larga en ausencia de corrosión, contaminación o daño mecánico.

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Este principio de funcionamiento permite la inclusión en este tipo de equipos de la función de autodiagnóstico para verificar la respuesta al gas. Entre otras ventajas se incluyen: a) capacidad de alta estabilidad; b) no ambigüedad en concentraciones superiores al LIE; c) inmunidad a los efectos del envenenamiento; d) mantenimiento reducido a través de la autodiagnosis. La calibración automática, capacidades de comprobación de malfuncionamiento de la fuente de infrarrojos y compensación por acumulación de suciedad en los elementos ópticos, pueden extender los periodos de actividad entre servicios. Sin embargo debería dedicarse una consideración especial a la obstrucción de los filtros de protección en el camino del gas ya que no suele ser detectado por la autodiagnosis. 5.3.1 Aplicaciones comunes Los sensores de infrarrojos se calibran para detectar un gas particular o en algunos casos, una gama de gases. No serán detectados aquellos gases cuya banda de absorción de infrarrojos esté fuera del ancho de banda con el que se haya calibrado el equipo. Por tanto estos equipos solamente deberían ser utilizados para detectar aquellas mezclas de gases para las que se hayan calibrado. Los detectores de infrarrojos no pueden responder al hidrógeno. Sin embargo pueden ser utilizados para la detección de la mayoría de los otros gases inflamables en cualquier rango de concentración desde unos pocos cientos de partes por millón hasta el 100% v/v. Cuanto mayor sea la línea óptica mayor será la sensibilidad. El rango de medida y las prestaciones deberían ser elegidas según cada aplicación. 5.3.2 Limitaciones Estos sensores no detectan el hidrógeno. Las variaciones de presión no afectan a la lectura cero, pero la sensibilidad normalmente es proporcional a la presión parcial. Ya que el sensor es sensible a la presión, debería evitarse la alteración de la presión a la salida del equipo; para ello se debe consultar el manual de instrucciones. Algunos tipos de sensores que trabajan con rayos infrarrojos intermitentes o principios fotoacústicos son susceptibles a las vibraciones. Algunos tipos de sensores infrarrojos, particularmente los de camino abierto, son sensibles a la desalineación causada por los golpes o vibraciones. La temperatura tiene normalmente baja influencia aunque puede incrementar o reducir la señal. 5.3.3 Interferencias Otros compuestos (combustibles o no combustibles) pueden generar una señal. Algunos gases como el CO2 tienen alta probabilidad de interferir en algunos detectores y causar errores importantes. Las variaciones de la concentración de vapor de agua en el gas de base pueden interferir en muchas aplicaciones, incluyendo los detectores infrarrojos de gases inflamables de propósito general. Sin embargo los equipos destinados a esta aplicación que cumplan con los requerimientos de la Norma IEC 60079-29-1 sufrirán una interferencia mínima con el agua. Los contaminantes sólidos y líquidos también absorben energía infrarroja, causando interferencias o pérdida de sensibilidad, siendo importante evitar la contaminación de los elementos ópticos (ventanas y espejos) bien por condensación o bien por partículas. Cuando se empleen filtros de partículas para mantener la limpieza de los componentes ópticos, estos pueden acabar obturados en condiciones de mucha suciedad.

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5.3.4 Venenos No se conocen efectos de envenenamiento. 5.4 Sensores semiconductores El principio de funcionamiento de los sensores semiconductores se basa en los cambios de la conductancia eléctrica causada por adsorción química sobre la superficie de un elemento sensible caliente cuando se expone a un gas distinto del aire. La concentración de gas se deduce midiendo el cambio de la resistencia. El material semiconductor se calienta eléctricamente hasta varios cientos de grados Celsius. Los electrodos están incrustados o montados de otra forma sobre la superficie. Los tiempos de respuesta dependen de las propiedades de fabricación del elemento sensible, la concentración del gas medido, y del sistema de transporte de gas al sensor (la mayor parte por difusión, aunque también puede utilizarse la aspiración). 5.4.1 Aplicaciones comunes Los sensores semiconductores pueden ser utilizados para la detección de gases en un amplio rango de concentraciones, incluyendo muy bajas concentraciones; sin embargo, su respuesta es no lineal. Son adecuados para la detección de fugas, incluso a muy bajas concentraciones, y para equipos de solo alarma. 5.4.2 Limitaciones Los sensores semiconductores para gases inflamables son generalmente no específicos, vulnerables a cambios de humedad y a gases de interferencia, y pueden tener derivas tanto del cero como de la ganancia. Algunos gases, por ejemplo el NO2, producen señales negativas. NOTA Normalmente el fabricante aportará una guía de las sustancias que producen la inhibición del sensor o indicaciones falsas.

Los sensores nuevos pueden necesitar un largo "tiempo de adaptación" (semanas) para la estabilización del cero y de la sensibilidad antes de la calibración. Este acondicionamiento previo debería ser realizado por el fabricante. Se pueden necesitar posteriores acondicionamientos tras largos periodos sin alimentación (mayores de un día). Tras la exposición a concentraciones de gas excesivas respecto al rango de medida, el sensor puede necesitar un tiempo de recuperación de varias horas, o puede sufrir cambios irreversibles tanto de su lectura cero como de su sensibilidad. 5.4.3 Interferencias El principio de medida no es selectivo, los gases no combustibles pueden originar una señal positiva o negativa. Hay una amplia variación de sensibilidad entre sensores del mismo tipo a gases concretos y además, la sensibilidad relativa a estos gases puede variar significativamente de un sensor a otro. En general, hay una muy amplia variación de la sensibilidad a gases diferentes que no puede correlacionarse directamente al LIE. Consultar el manual de instrucciones. Las variaciones en la concentración de oxígeno, temperatura, humedad o velocidad del aire pueden tener una fuerte influencia en la sensibilidad. Consultar el manual de instrucciones. 5.4.4 Venenos La sensibilidad puede verse muy afectada (mayormente aumentada, pero en algunos casos disminuida) por concentraciones de venenos mayores que aquellas que afectan a los sensores catalíticos. Entre tales venenos están: − compuestos ácidos o básicos; − siliconas;

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− tetraetilo de plomo; − compuestos de azufre; − cianuros; − compuestos halogenados. La guía del fabricante debería indicar los venenos que afectan la sensibilidad del sensor y cómo puede ser protegido. 5.5 Sensores electroquímicos El principio de funcionamiento de los sensores electroquímicos se basa en el cambio de los parámetros eléctricos de unos electrodos en contacto con un electrolito ante la presencia de un gas específico. El cambio en estos parámetros se produce debido a reacciones químicas de oxidación/reducción (redox) entre el gas a medir y la superficie del electrodo. Estos sensores necesitan recalibraciones a intervalos adecuados para corregir su deriva del cero y su sensibilidad, hasta que finalmente deben sustituirse. Los tiempos de vida normales bajo condiciones favorables pueden pasar de 2 años. 5.5.1 Aplicaciones comunes No hay células electroquímicas disponibles para detectar la mayoría de los hidrocarburos (alcanos, metano, etano, propano, etc.). Sin embargo, hay un número limitado de aplicaciones de este tipo de sensores en la prevención de explosiones. Son adecuados para la medida de concentraciones de hidrógeno o monóxido de carbono hasta el LIE, así como de oxígeno hasta el 25% v/v. También hay sensores disponibles para el 100% (v/v de oxígeno). Además, estos sensores se utilizan normalmente en la medida de concentraciones de gases tóxicos en niveles de concentración de pocas partes por millón. Los equipos portátiles para la detección de gases inflamables que usan otro tipo de sensor descrito en esta norma para el rango de 0% – 100% del LIE, tienen con frecuencia sensores electroquímicos de gases tóxicos y de oxígeno incorporados en una configuración multigas. 5.5.2 Limitaciones Se producen pérdidas temporales de sensibilidad cuando se mueve un sensor de un entorno frío a un ambiente cálido y húmedo debido a condensaciones de agua sobre la membrana produciendo su bloqueo parcial. Esta situación es particularmente notable en sensores de oxígeno donde la lectura normal de casi 21% puede caer y generar una alarma de varios minutos. La contaminación por líquidos no volátiles o sólidos adhesivos puede tener un efecto similar, aunque en este caso permanente. En función del sensor, puede necesitarse oxígeno para la reacción electroquímica. En tal caso el oxígeno disuelto en el electrolito tendrá corta duración, pero no es posible un funcionamiento prolongado en ambientes sin oxígeno. El electrolito o uno o más de los electrodos suelen limitar la vida del sensor. La sensibilidad suele disminuir con el tiempo, lo que requiere recalibraciones periódicas o comprobaciones de la respuesta. En función del tipo de sensor y del gas a medir, el sensor puede sufrir la reducción de su vida útil o una caída en la respuesta debida a una sobrecarga de gas. Esto puede suceder particularmente con sensores de oxígeno utilizados en altas concentraciones del mismo, donde un electrodo de plomo se consume proporcionalmente a la exposición al oxígeno. La vida de muchos tipos de sensores también depende de la dosis de otros gases debido al consumo del electrolito. En particular, altas concentraciones de dióxido de carbono pueden dar lugar a la perdida de la sensibilidad y acortar la vida del electrolito en ciertos sensores de oxígeno.

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La baja temperatura o humedad puede reducir la sensibilidad e incrementar el tiempo de respuesta del sensor. El funcionamiento prolongado en un ambiente de baja humedad puede secar el electrolito. Sin embargo, algunos sensores tienen un depósito de material para mantener la humedad con el objetivo de evitar este efecto. Las propiedades del electrolito limitan la temperatura mínima de funcionamiento (y en algunos casos la máxima), se recomienda consultar el manual de instrucciones. La mínima habitual es -15 ºC para evitar el riesgo de congelación. El tiempo de respuesta y el de recuperación t(90) son comparativamente largos, normalmente superiores o iguales a 30 s. 5.5.3 Interferencias Las células electroquímicas pueden reaccionar a otros gases con un cambio de señal tanto positivo como negativo. Con la excepción de sensores de oxígeno, la sensibilidad a interferencias puede ser en algunos casos mayor que la del gas a medir; se remite al manual de instrucciones. Para algunos tipos de sensores electroquímicos la sensibilidad es proporcional a la presión atmosférica. Otros tipos de sensores se ven afectados o dañados por pulsos de presión; se remite al manual de instrucciones. Los sensores de oxígeno tienen una interferencia particular debida a su empleo en mezclas sin aire o en muy altas concentraciones de gases combustibles, como cuando: − el peso molecular del gas en el que se mide el oxígeno puede tener una fuerte influencia en la sensibilidad del sensor. En estos casos, la calibración debería realizarse utilizando una concentración fija de oxígeno en el mismo gas; − hay altas concentraciones de disolventes orgánicos que reaccionan con el electrolito y pueden reducir la vida del sensor. 5.5.4 Venenos El electrolito o el electrodo pueden verse afectados por otros gases dando lugar a una pérdida de sensibilidad; véase el manual de instrucciones. Aparte de la contaminación comentada anteriormente, la entrada de gas al sensor o la membrana pueden reducirse gradualmente o incluso bloquearse por los productos de la reacción, por ejemplo, de la hidrólisis de compuestos halogenados como el trifluoruro de boro (BF3), tetracloruro de silicio (SiCl4), etc. Algunos sensores de oxígeno pueden perder su sensibilidad debido a altas concentraciones de CO2 en la atmósfera que reaccionen con el electrolito. 5.6 Detectores de ionización de llama, FID (Flame Ionization Detectors) El principio de funcionamiento de estos detectores se basa en la ionización (carga eléctrica) de compuestos orgánicos a medida que se queman en un detector con una llama interna de hidrógeno. La nube iónica así formada migra bajo un gradiente de potencial de hasta unos cientos de voltios mantenido entre los electrodos en la cámara de combustión. El resultado es una muy baja corriente eléctrica proporcional a la concentración de gas/vapor en la corriente de gas. Los gases poco frecuentes e inertes, óxidos de nitrógeno, halógenos, nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono, tetracloruro de carbono y el agua no ofrecen respuesta. 5.6.1 Aplicaciones comunes Este tipo de sensor se utiliza cuando interesa obtener una alta sensibilidad, amplio rango de medida, baja incertidumbre en la medida, resistencia a los venenos y un tiempo de respuesta rápido por debajo de 1 s. El sensor es adecuado para rangos de medida que van desde un nivel de partes por millón hasta el LIE e incluso mayores. Casi todos los compuestos orgánicos, la mayoría de ellos inflamables, generan una señal. Las excepciones notables son el formaldehido y el ácido fórmico, que no dan respuesta. Este tipo de sensor es adecuado para la medida de gas a elevadas temperaturas.

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5.6.2 Limitaciones Este principio de funcionamiento no es selectivo porque generalmente todos los compuestos orgánicos generan una señal. Si se prevé la presencia de varios gases en la zona monitorizada, debería calibrarse el sensor para el gas al que el equipo sea menos sensible. Sin embargo, dentro de ciertos límites, se pueden calcular las respuestas relativas mejor que con otras técnicas. Además de las pocas excepciones orgánicas antes mencionadas, estos sensores tampoco son adecuados para gases inflamables inorgánicos: hidrógeno, monóxido de carbono, amoniaco, disulfuro de carbono, sulfuro de hidrógeno y cianuro de hidrógeno. Los sensores también detectan algunos compuestos orgánicos que no son inflamables. Para la combustión se necesitan gases externos; hidrógeno y (normalmente) aire sintético. La señal depende críticamente tanto del caudal de hidrógeno como de muestra de combustión. Por tanto la presión de la muestra de gas, aire y del gas inflamable deberían mantenerse constantes; sin embargo debería considerarse que el apagallamas utilizado en la línea de muestreo pueden ensuciarse dificultando el flujo constante de la muestra. 5.6.3 Interferencias Los hidrocarburos halogenados reducen la respuesta cuando el equipo está calibrado para la medida del contenido total de carbono en la mezcla de gas. El sensor no puede ser utilizado para altas concentraciones de gases que lleguen a extinguir la llama como es el caso de los halones. 5.6.4 Venenos Generalmente no hay efectos de envenenamiento, sin embargo si están presentes siliconas u otras sustancias que dan como resultado productos de combustión sólidos, pueden cubrir los electrodos y aislarlos lo que reduciría la sensibilidad hasta que finalmente el sensor deja de ser operativo. 5.7 Analizadores de temperatura de llama, FTA (Flame Temperature Analysers) El principio de funcionamiento de los detectores analizadores de temperatura de llama se basa en el incremento de temperatura de una llama que quema un flujo constante de hidrógeno(o algún otro gas) y los contaminantes inflamables contenidos en la muestra de aire que mantiene la combustión de la llama. 5.7.1 Aplicaciones comunes Este tipo de sensor se utiliza en la medida de la cantidad total de gases inflamables y vapores por debajo del LIE cuando se necesita un tiempo de respuesta rápido. Se pueden obtener tiempos de respuesta inferiores a 5 s. Este sensor es adecuado en la medida de gas a temperaturas elevadas. 5.7.2 Limitaciones Estos detectores no son selectivos dado que la respuesta depende únicamente de la naturaleza calorífica de la muestra. A altas concentraciones la respuesta no es lineal. Para las limitaciones de escala remitirse al manual de instrucciones. Los analizadores no son recomendables para rangos de medida en partes por millón. Se necesitan gases externos. Es necesario aportar hidrógeno u otro combustible para la llama. También se requiere oxígeno en el gas a medir o bien disponer de una fuente de aire independiente para el quemador. La señal es críticamente dependiente del caudal de la muestra, del combustible, y cuando se utilice, del aire de la combustión. Por lo tanto, al igual que en los FID, la presión de la muestra de gas, del aire, y del gas combustible deberían mantenerse constantes; pero debería tenerse en cuenta que los apagallamas utilizados en la línea de muestreo pueden ensuciarse y se pueden tener dificultades para mantener constante el flujo de la muestra.

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5.7.3 Interferencias Los hidrocarburos halogenados como los halones a altas concentraciones pueden disminuir la señal mediante la reducción de la temperatura de la llama, pudiendo incluso llegar a extinguirla. 5.7.4 Venenos No se conocen efectos de envenenamiento. 5.8 Detector de fotoionización, PID (Photo Ionisation Detector) Su principio de detección se basa en la ionización de los gases por la radiación ultravioleta (uv) de una lámpara especial de longitud de onda conocida, y por tanto por su energía fotónica, normalmente cuantificada en electronvoltios eV (por ejemplo 10,6 eV). Esta técnica no es específica para gases inflamables, y con las lámparas ultravioletas más comunes no se detectarán todos los gases inflamables. En algunas publicaciones puede encontrarse el potencial de ionización de diversas sustancias o bien obtener una lista a través del distribuidor del equipo. 5.8.1 Aplicaciones comunes Este tipo se sensor se utiliza cuando se busca obtener una alta sensibilidad, resistencia a los venenos y rápido tiempo de respuesta, generalmente entre 2 s y 10 s. Aunque la técnica es adecuada para funcionamiento continuo, los equipos pueden ser portátiles o transportables, normalmente con una bomba de aspiración incorporada al equipo. De esta forma, la técnica es adecuada para equipos de lectura puntual. Este sensor es adecuado para la medida de concentraciones de gas desde partes por millón hasta aproximadamente 2 000 × 10-6. De ahí que sea adecuado para la medida desde niveles tóxicos hasta bajos porcentajes del LIE. Además, este tipo de sensor se utiliza habitualmente para medir concentraciones de gas del orden de partes por millón durante cortos periodos de tiempo, por ejemplo, en la detección de fugas. 5.8.2 Limitaciones El principio de medida no es selectivo entre los gases combustibles. Detecta todas las sustancias que tengan un potencial de ionización (PI) inferior a la energía de la lámpara de rayos UV y no detecta los compuestos con un PI superior a la energía de la lámpara. La mayoría de los sensores tienen una lámpara de rayos UV con una energía de 10,6 eV. Las lámparas de más alta energía suelen tener tiempos de vida reducidos. El sensor no puede detectar monóxido de carbono, hidrógeno o metano en aire. Por tanto no será adecuado para alcanos ligeros y algunas otras sustancias, sin embargo, la energía de la lámpara puede estar entre 8,4 eV (con el que no detectará muchas sustancias) y 11,7 eV para su empleo en el aire lo que permitirá detectar más gases, (se remite a la documentación del equipo). No se recomienda en la medida de concentraciones mayores de 2 000 × 10-6 porque la respuesta deja de ser lineal. Para las limitaciones de rango se remite al manual de instrucciones. 5.8.3 Interferencias El factor de respuesta depende fundamentalmente de las propiedades de ionización del gas. La humedad pude inducir una señal equivalente a varias partes por millón. Esta señal no se deriva de la ionización (para el agua el PI es de 12,6 eV) sino a la posibilidad de interacción con el material que rodea a los electrodos.

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Una alta concentración de metano en presencia de la sustancia a medir puede reducir la lectura por inhibición de la ionización. Condensaciones, partículas, huellas dactilares, etc., sobre la lámpara o ventanas de la célula son agentes que pueden alterar la intensidad del rayo ultravioleta y de ahí, la sensibilidad. 5.8.4 Venenos Generalmente no hay efectos de envenenamiento conocidos. La medida de ciertos compuestos como ésteres o estireno puede generar productos de descomposición depositados sobre la lámpara UV. De ahí que se recomiende una limpieza regular de la misma (se remite al manual de instrucciones). 5.9 Detector paramagnético de oxígeno El oxígeno es fuertemente paramagnético (atraído por un campo magnético). Los gases que contienen oxígeno se desvían dentro de fuertes campos magnéticos con una fuerza proporcional a la fracción de oxígeno. Los gases NO y NO2 también se desvían en menor medida y otros gases tienen un efecto insignificante, haciendo que esta técnica sea altamente eficaz para el control de oxígeno en ausencia de cantidades apreciables de óxido nítrico. 5.9.1 Aplicaciones comunes Este tipo de sensor se utiliza en la medida de oxígeno donde la selectividad, estabilidad a largo plazo y la resistencia a los venenos son los principales requisitos. Este sensor es adecuado para la medida de concentraciones de oxígeno en rangos que van desde el 0% hasta el 1% v/v y 0% a 25% v/v en oxígeno. La medida hasta 100% también es posible. La diferencia entre los límites inferior y superior del rango de medida debe ser mayor al 0,5% v/v en oxígeno. En función del método de detección particular utilizado, se tienen tiempos de respuesta que van de 6 s a 40 s. 5.9.2 Limitaciones En función del método de detección particular utilizado, el equipo puede: − contener fuentes de ignición (calentador); − ser sensible a vibraciones y/o golpes. En la mayoría de los casos, se hace necesaria la corrección de la presión y/o la temperatura. 5.9.3 Interferencias Excepto el NO y NO2, que generan una señal de oxígeno en torno al 50% y 4% respectivamente de la señal de oxígeno a concentraciones equivalentes, el resto de los gases no producen interferencias importantes. 5.9.4 Venenos No se conocen efectos de envenenamiento. 6 SELECCIÓN DE EQUIPOS En este capítulo y en los capítulos 8 y 9, se necesita documentación de la información de la planta, información del emplazamiento y decisiones a tomar. La documentación puede ser bastante extensa, particularmente para grandes sistemas fijos y debería guardarse en un dossier fácilmente auditable. Es importante actualizarlo con los cambios de equipamiento, mantenimiento y registros de las calibraciones. El anexo C muestra un modelo de comprobaciones típico en muchas de las decisiones iniciales.

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NOTA La Norma IEC 60079-29-1 incluye ciertos ensayos medioambientales básicos. En el anexo B se muestra un resumen de los límites medioambientales en estos ensayos. Para equipos que cumplan con la Norma IEC 60079-29-1, el ensayo se habría podido realizar más allá de los límites mínimos. En este caso, los detalles pueden obtenerse a partir de los documentos de la certificación.

6.1 Generalidades En la selección de los equipos para la detección de gases inflamables, debería considerarse los factores ambientales y los requisitos del emplazamiento donde van a ser utilizados, y a su aplicación prevista. Debe considerarse también la seguridad del personal que pueda estar involucrado especialmente si se presentan vapores. Tómese el capítulo 4 como guía. Se debería considerar aquellas características de los equipos que puedan necesitar una precaución particular durante su uso y la interpretación de la salida. Cada uno de los tipos de sensor tiene limitaciones inherentes, como se describe en el capítulo 5 o con más detalle en el anexo A. NOTA 1 Esta norma no pretende que se desestime el uso de ciertos equipos por los criterios descritos en los apartados desde el 5.1 al 5.9, ni tampoco que se desarrollen nuevos tipos de sensores. Sin embargo es de vital importancia tener en cuenta si el principio de funcionamiento del equipo es adecuado a la aplicación destinada así como si su empleo será seguro.

Para equipos de detección de gases combustibles, y otros equipos afines, hay dos series independientes de categorías de ensayos: − Ensayos de funcionalidad – para asegurar que los dispositivos son adecuados para la detección de aquellos gases y rangos para los que se han diseñado. NOTA 2 La Norma IEC 60079-29-1 puede facilitar un criterio de base con el que juzgar si las circunstancias son apropiadas considerando la evaluación de los gases inflamables a detectar y los requisitos de funcionamiento.

− Ensayos eléctricos – para prevenir la ignición de atmósferas explosivas por el propio equipo. NOTA 3 Se requiere la concordancia con las técnicas de protección frente a la explosión establecidas en la serie de Normas IEC 60079. Están incluidas todas las partes de equipo incluso los sensores para otros gases. El ensayo, certificación y marcado debería cumplir las normativas nacionales. Esto es obligatorio para todas las aplicaciones.

ADVERTENCIA − La división en zonas y la certificación de los equipos no es válida en atmósferas de oxígeno enriquecido, por ejemplo en mezclas de gas para soldadura. 6.2 Criterios de selección 6.2.1 Criterios generales 6.2.1.1 Criterios de selección de los equipos de detección de gas apropiados Para la selección de los equipos de detección de gas más adecuados, entre otros deberemos considerar los siguientes criterios: a) el gas o gases que se requiere que detecte el equipo, el rango de concentración de cada gas que se pueda presentar y por tanto, el rango y la precisión necesaria; b) la presencia de gases potencialmente interferentes; c) la aplicación que se vaya a dar al equipo, por ejemplo, detección de un área, seguridad del personal, detección de fugas u otros objetivos; d) si se necesita que el equipo sea fijo, transportable o portátil. Para más detalles de cada uno de estos tres tipos y de sus ventajas y restricciones véanse los capítulos 8 y 9; e) el tipo de sistema de muestreo; difusión o aspiración. Para más detalles y restricciones de ambos tipos véanse los apartados 6.2.3 y 8.1;

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f) la clasificación de las zonas de utilización de acuerdo a las regulaciones nacionales; g) las condiciones medioambientales esperadas en el área de trabajo, y la comparación de éstas con las especificaciones del equipo propuesto; h) los materiales de los sensores y su alojamiento, así como su compatibilidad con las condiciones ambientales previstas (corrosivos, viento, lluvia, riegos, etc.). Los componentes de cobre no deberían estar expuestos a un ambiente en el que pueda haber acetileno debido al riesgo de formación de acetiluros explosivos; j) cualquier prestación de un equipo en particular que requiera tomar precauciones para su utilización o en la interpretación de su salida; k) dependencia del tiempo e interacción con los dispositivos de seguridad y alarmas (véanse 6.2.1.2 y 8.7); l) requisitos de calibración incluyendo las comprobaciones de cero; m) condiciones laborales de seguridad e higiene para los instaladores, operadores, personal de calibración y mantenimiento y el resto de personal que pueda estar en la zona protegida. Para cualquier tipo de sensor seleccionado, se puede presentar un error si: − el equipo se utiliza para detectar gases para los que no está calibrado; − la muestra de gas no está acondicionada para eliminar el vapor de agua u otros vapores o gases interferentes, algunos de los cuales pueden dar lugar a una respuesta negativa; − variaciones en las condiciones ambientales (sin compensación) que influyan en la respuesta de un tipo de sensor específico. 6.2.1.2 Tiempos de retardo Un sistema de detección y medida debería diseñarse para que el tiempo de retardo de todo el conjunto del sistema sea menor que el máximo tiempo de retardo permisible para la aplicación prevista. Como mínimo deben tenerse en cuenta los siguientes factores: a) posible tasa de fuga del gas inflamable; b) tiempo de retardo del sistema de muestreo; c) tiempo de respuesta del sensor; d) tiempo de retardo de las líneas de transmisión de datos; e) tiempo de retardo de los dispositivos de alarma y circuitos de conmutación; f) tiempo de los dispositivos de actuación, por ejemplo el bloqueo de válvulas; g) tiempo de la toma de algunas decisiones e intervención manual; relacionado con; h) el grado de entrenamiento del personal. 6.2.2 Gases que vayan a ser detectados El equipo debe ser sensible a cada uno de los gases a detectar y también debe ser adecuado para el rango de concentraciones previstas. Se debería hacer referencia al manual de instrucciones del fabricante para determinar la idoneidad de los detectores en particular.

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ADVERTENCIA − Los sensores de conductividad térmica, infrarrojos, electroquímicos, de fotoionización y semiconductores pueden ser sensibles a ciertos gases no inflamables, además de a los rangos de gases inflamables que tienen que detectar, y algunas de las técnicas de detección son insensibles a algunos gases inflamables. Por ejemplo, los sensores semiconductores pueden ser sensibles al vapor de agua o a los productos de combustión además de a los gases inflamables. Siempre se debería buscar el consejo del fabricante en cuanto a los efectos de los gases interferentes sobre cada sensor en particular. Normalmente no es posible determinar qué concentraciones parciales de gases inflamables hay en una mezcla utilizando el tipo de equipos cubiertos por esta norma. En general, los sensores de los tipos descritos entre los apartados 5.1 y 5.9 responden a la mayoría o a todos los compuestos inflamables de una mezcla, sin distinción entre ellos. Cuando sea probable la existencia de una gama de gases en una zona a monitorizar, se recomienda que el detector seleccionado haya sido calibrado para el gas en el rango en el que sea menos sensible. Sin embargo, debería tenerse especial cuidado en asegurar que los sensores calibrados de esta forma mantengan una sensibilidad adecuada al resto de los gases que se puedan presentar. Si esto no es realizable, una alternativa sería elegir varios sensores y calibrar cada uno para los gases que se puedan presentar. Cuando se vaya a monitorizar una mezcla de gases con una concentración relativa conocida, se recomienda que en la medida de lo posible, la calibración se realice con esta mezcla. Cuando la composición sea desconocida o esté presente una gama de gases, se recomienda que el sensor sea calibrado para el gas para el que sea el menos sensible. ADVERTENCIA − Los detectores catalíticos tienen varios niveles de sensibilidad frente a los distintos gases inflamables. Las tasas de respuesta pueden cambiar con el tiempo, particularmente para el metano o el gas natural. Si es probable que aparezcan varios gases en el área a monitorizar, consultar al fabricante cuál es el óptimo gas de calibración. Si el metano es uno de los gases a detectar, entonces utilizar una mezcla de metano en aire como gas de calibración o comprobación (véase 11.2). Aquellas partes del equipo de detección de gas que sean colocadas o que puedan ser llevadas a áreas peligrosas deberían tener la certificación correspondiente para los gases que se puedan encontrar. La certificación debería contemplar el uso de los equipos en el grupo de gas adecuado, IIA, IIB o IIC, y la clase de temperatura de acuerdo a la Norma IEC 60079-0. La Norma IEC 60079-20 dispone de datos sobre el grupo correspondiente a muchos gases. ADVERTENCIA − Los equipos de detección de gas de los tipos contemplados en esta norma no suelen estar diseñados o certificados para trabajar en atmósferas enriquecidas o empobrecidas en oxígeno, y debería evitarse su empleo en dichas atmósferas. Debería tenerse especial cuidado, por ejemplo, en las operaciones de soldadura oxiacetilénica que se realicen en áreas protegidas por equipos de detección de gas; si se dirige accidentalmente una proyección de acetileno y oxígeno enriquecido no encendido hacia un detector puede ser que se produzca una ignición incontrolada ya que la mezcla de acetileno y oxígeno enriquecido es especialmente peligrosa. Algunas de las técnicas de detección (especialmente la catalítica) no son adecuadas en la detección de gases inflamables en atmósferas muy empobrecidas en oxígeno o en atmósferas inertes. En aplicaciones de protección frente a la explosión en las que las concentraciones de oxígeno puedan cambiar significativamente, se hace necesario, también, controlar la concentración de éste. Se suelen tomar medidas para: − asegurar la concentración mínima de oxígeno para un funcionamiento correcto del equipo de detección y medida de gases y vapores combustibles; − asegurar que no se exceda la concentración máxima permitida de oxígeno; − monitorizar cualquier incremento en la concentración de oxígeno que pueda incrementar el límite superior de explosividad y disminuir la energía de activación necesaria para la ignición; − proteger al personal.

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Los límites inferior y superior de explosividad en aire dependen de la temperatura, presión y concentración de oxígeno. Los cambios normales que se producen en estas condiciones ambientales no deberían afectar de forma significativa al funcionamiento de los equipos. Sin embargo si se esperan mayores variaciones de temperatura, presión u oxígeno, se debería consultar al fabricante; véanse los criterios normales en la Norma IEC 60079-29-1 (equipos del grupo II). 6.2.3 Aplicación prevista del equipo 6.2.3.1 Equipos y sistemas fijos Los equipos y sistemas fijos deberían utilizarse en la detección permanente de un gas en determinadas zonas de una planta u otra instalación. Estas áreas pueden ser estáticas como en una planta de fabricación o móviles como en sistemas de transporte. En general, los equipos fijos consisten en sensores o puntos de muestreo situados en áreas peligrosas, y el equipo asociado que puede situarse bien en el área peligrosa o en una zona no peligrosa como una sala de control. Todas las partes del equipo o sistema son permanentes. De acuerdo a la aplicación específica, debe valorarse todo el sistema para ver si es adecuado, incluyendo la selección y el número aproximado de sensores y sus ubicaciones o los puntos de muestreo (véase 8.2), los niveles de alarma y el tiempo de respuesta. Puede ser recomendable pedir consejo al fabricante o a una persona entrenada. El hecho de que el equipo sea fijo permite que pueda ser alimentado por la red eléctrica. Sin embargo el empleo de baterías de reserva incrementa la disponibilidad del equipo. En general se utilizan tres tipos de equipos fijos: a) Equipos con sensor y unidad de control localizados dentro del área peligrosa. En esta situación el sensor y la unidad de control pueden ser un combinado o suministrados como piezas separadas. b) Equipos con uno o más sensores independientes del equipo de control. Este tipo de equipo normalmente está compuesto de sensores independientes en las áreas peligrosas conectados al equipo de control asociado situado en áreas seguras. NOTA 1 Este es el tipo más adecuado para la mayoría de aplicaciones industriales, particularmente si se necesitan respuestas rápidas.

c) Equipos de muestreo. Este tipo de equipo normalmente está compuesto por uno o más puntos de muestreo situados en áreas peligrosas, conectados a un sensor por medio de líneas de aspiración fabricadas con materiales adecuados compatibles con la muestra (véase 8.4). Puede ser más adecuado que los tipos a) y b) cuando las condiciones son comparativamente más estáticas y cuando las condiciones ambientales o de accesibilidad en el punto de muestreo son desfavorables para el sensor; por ejemplo donde puede haber un amplio rango de temperaturas. Otra ventaja es que puede permitir que las partes eléctricas se sitúen fuera de las zonas peligrosas, en cuyo caso, no se necesita la aplicación de más condiciones de seguridad que los apagallamas en el punto en el que las líneas de muestreo pasan de un área peligrosa a un área no peligrosa. Éstos pueden consistir en metales sinterizados, orificios capilares u otros huecos reducidos. Estos dispositivos pueden incrementar el tiempo de respuesta, pueden sufrir corrosión, y pueden ser propensos a la obstrucción por polvo o condensaciones, lo cual significa que será necesario un control y mantenimiento particulares. Deberían ensayarse o certificarse para confirmar que son adecuados para su aplicación. NOTA 2 No se debería confundir los equipos y sistemas de la clase c) con los de control de procesos, los cuales no entran dentro del alcance de esta norma.

Los equipos de detección de gas pueden diseñarse para todos o alguno de los siguientes objetivos: 1) indicación de la concentración de gas; 2) alarmas visuales y/o audibles; 3) salidas para iniciar actuaciones tales como paradas de un proceso y acciones automáticas de seguridad; en control de procesos, ventilación, eliminación de fuentes de ignición, etc.

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Cuando se requiere el punto 3), puede que sea necesario un hardware adicional. Cada instalación debería considerarse como una unidad, se debería consultar con el fabricante y las autoridades encargadas de la seguridad y debe cumplir las pertinentes regulaciones locales. 6.2.4 Equipos transportables Los equipos transportables normalmente deberían ser seleccionados para cada objetivo como es la monitorización en áreas de trabajo temporales ("hot work", trabajo en caliente) y áreas en las que puede haber trasvase de gases, vapores o líquidos inflamables. 6.2.4.1 Equipos portátiles En general, los equipos portátiles son adecuados en la detección de fugas, verificación de la presencia de gas y detección local, comprobaciones de seguridad y aplicaciones similares. Los equipos portátiles suelen utilizarse en modo de difusión simple. Además en casos de detección de fugas o detección de gas en espacios confinados sin acceso por parte del usuario, será necesaria bien una sonda de muestreo estática, o bien una sonda de muestreo por aspiración mecánica o manual. Otros equipos portátiles pueden tener una pequeña bomba de aspiración en funcionamiento continuo, normalmente obteniendo muestras en la proximidad del aparato, pero capaz de obtener muestra mediante una línea o sonda de muestreo para el propósito anterior. Las sondas de muestra asociadas a equipos portátiles y transportables, normalmente son cortas (del orden de 1 m) y rígidas, sin embargo pueden ser telescópicas y pueden conectarse al equipo mediante un tubo flexible. En la selección debería tenerse en cuenta la posibilidad de exposición, aunque sea ocasional, del equipo a concentraciones superiores al límite inferior de explosividad (LIE). También debería tenerse cuidado en evitar la condensación del vapor de agua en el equipo y la línea de muestreo especialmente cuando un equipo se traslada de un entorno frío a un ambiente de mayor temperatura. 6.2.4.2 Portabilidad de los equipos Factores importantes en la selección de los equipos portátiles o transportables son su tamaño, peso y robustez, su alimentación, el tipo de indicación requerida y la visibilidad o sonoridad de cualquier alarma. 6.3 Otros factores que afectan a la selección de los equipos 6.3.1 Inmunidad electromagnética Algunos tipos de detectores de gases inflamables son susceptibles a interferencias de radiofrecuencias externas que dan lugar a malfuncionamientos tales como errores aparentes en la calibración, deriva del cero y señales de falsa alarma. Donde se prevean tales problemas deberían elegirse equipos adecuadamente protegidos contra estas interferencias. 6.3.2 Zona donde el equipo vaya a ser utilizado Los equipos de detección de gas en zonas clasificadas (Zona 0, Zona 1 y Zona 2) se utilizan normalmente con certificación de seguridad intrínseca Ex ia en las tres zonas, y certificación de envolvente antideflagrante Ex d para las dos últimas. Ambos sistemas también se aplican a los grupos (IIA, IIB y IIC), y a la clase apropiada de temperatura (T1 a T6) para las sustancias a ser detectadas (estos parámetros se tabulan en la Norma IEC 60079-20). Sin embargo, todo esto se aplica a la detección de gas en aire normal con aproximadamente un 21% en volumen de oxígeno; o con una concentración media. Esto no se aplica a los casos donde haya un significativo enriquecimiento de oxígeno. Consultar el manual de instrucciones o contactar con el fabricante para definir un sistema seguro y la respuesta esperada de un equipo bajo condiciones de enriquecimiento o deficiencia en oxígeno.

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7 COMPORTAMIENTO DE LOS ESCAPES DE GAS 7.1 Naturaleza del escape 7.1.1 Generalidades La extensión y/o rapidez en la formación de una atmósfera explosiva depende fundamentalmente de los parámetros químicos y físicos descritos en los siguientes apartados; algunos de ellos son propiedades intrínsecas a la sustancia inflamable y otros son específicos de los procesos o de la ubicación. Para simplificar se verá el efecto de cada parámetro considerando que el resto se mantienen constantes. 7.1.2 Caudal de escape del gas o vapor A mayor caudal de escape mayor extensión y/o velocidad de acumulación de la atmósfera explosiva. La tasa de escape depende de otros parámetros, a saber: a) Geometría de la fuente de escape Relacionado con las características físicas de la fuente de emisión, por ejemplo una superficie agrietada, fugas en juntas, etc. b) Velocidad de emisión Para un escape dado, la tasa de escape se incrementa con su velocidad. En caso de un producto contenido en el equipo de proceso, la emisión está relacionada con la presión de éste y la geometría de la fuente. Una tasa de fuga importante combinada con una alta velocidad generaría un efecto chorro que puede afectar al comportamiento del gas liberado, al menos en las proximidades de la fuente. Los escapes de gas a alta velocidad (por ejemplo, una fuga de una tubería o depósito a presión) se comportarán inicialmente como un chorro enviando el gas lejos de la fuente. A medida que la distancia de la fuente se incremente, el chorro perderá impulso hasta que la dispersión del gas sea controlada por el flujo de aire, las densidades relativas y finalmente por la difusión del gas. c) Concentración La concentración de un vapor o gas inflamable en la mezcla de escape influye en la emisión. d) Volatilidad de un líquido inflamable Se relaciona fundamentalmente con la presión de vapor, y el calor de vaporización. Si la presión de vapor es desconocida se pueden utilizar como guía el punto de ebullición y el punto de destello. No puede formarse una atmósfera explosiva si el punto de destello está muy por encima de la temperatura máxima alcanzable del líquido inflamable. A menor punto de destello, mayor será la extensión y/o tasa de acumulación de una atmósfera explosiva. Algunos líquidos (por ejemplo ciertos hidrocarburos halogenados) no tienen punto de destello aunque sean capaces de producir atmósferas de gas explosivas. En estos casos, debería compararse la temperatura de equilibrio líquida que corresponde a la concentración saturada al límite inferior de explosividad con la temperatura máxima del líquido. Los líquidos deben tenerse en cuenta cuando su temperatura supere (TF−x) K, donde TF es el punto de destello, y x es un margen de seguridad. Este margen de seguridad es del orden de 5 K para compuestos puros, pero debería incrementarse a 15 K para mezclas. NOTA Bajo ciertas condiciones, puede formarse una neblina de un líquido inflamable a una temperatura inferior a su punto de destello y aun puede formar una atmósfera explosiva.

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e) Temperatura del líquido La presión de vapor se incrementa con la temperatura, lo que incrementa la tasa de escape debido a la evaporación. La temperatura de un líquido tras su escape puede aumentar, por ejemplo por una superficie caliente o por una alta temperatura ambiente. 7.1.3 Límites de explosividad A menor LIE, como fracción volumétrica de gas o vapor inflamable en aire, mayor será la extensión y/o tasa de acumulación de la atmósfera explosiva. A la misma tasa de escape, los gases con menor LIE alcanzarán la concentración de ignición más rápidamente que los gases con altos valores LIE. LIE y LSE varían con la presión y temperatura, pero los cambios normales de estos parámetros no afectan de forma importante a estos límites. La Norma IEC 60079-20 es una referencia útil. NOTA Dado que los valores LIE y LSE son experimentales, cada país tiene diferentes valores legislados, ejemplos: −

NFPA 30 es la publicación en EEUU;

−

GESTIS es una base de datos pública disponible en Alemania.

7.1.4 Ventilación Una mayor eficiencia en la ventilación generalmente reduce la extensión y/o tasa de acumulación de una atmósfera inflamable. Los obstáculos a la ventilación pueden incrementar entonces la extensión y/o tasa de acumulación de una atmósfera inflamable. Por otro lado, algunos obstáculos, como muros, paredes o techos, pueden limitar la extensión y/o tasa de propagación de la atmósfera inflamable. 7.1.5 Densidad relativa del gas o vapor que fuga El comportamiento del gas que escapa a una velocidad inicial insignificante (por ejemplo, vapor producido por un derrame de un líquido) vendrá dado por su flotabilidad y dependerá de su densidad relativa respecto al aire. Si el gas es significativamente más ligero que el aire tenderá a ascender. Si el gas o vapor es significativamente más pesado, tenderá a acumularse a nivel del suelo. La extensión horizontal y/o la tasa de acumulación de una atmósfera a nivel del suelo aumenta con el incremento de la densidad relativa y/o la tasa de propagación vertical aumenta si la densidad relativa disminuye. NOTA 1 En aplicaciones prácticas, una mezcla de gas que tiene una densidad relativa menor a 0,8 se considera más ligera que el aire (metano, hidrógeno o amoniaco). Si la densidad relativa de una mezcla de vapor o gas es mayor a 1,2 entonces el gas se considera más pesado que el aire. Entre estos valores, deberían considerarse ambas posibilidades. NOTA 2 Las mezclas de gases de alta y baja densidad con aire mostrarán menor variación de densidad y una vez mezcladas, no se separarán; solamente pueden diluirse más.

7.1.6 Presión y/o temperatura Si el gas o vapor antes del escape está a una temperatura y/o presión muy diferentes de las ambientales, la densidad absoluta del escape cambiará, y de ahí su comportamiento, al menos en las proximidades del escape. Un gas a una presión elevada que escapa a la atmósfera puede enfriarse fuertemente a medida que se expande adiabáticamente. De forma similar, el escape de un gas licuado a presión, (por ejemplo, gas licuado del petróleo o amoniaco), se enfriará hasta su punto de ebullición, muy por debajo de 0 ºC. Cualquier flujo inducido térmicamente (por ejemplo, corrientes de convección de superficies calientes o frías, de la planta o del equipo), particularmente si es adyacente a un escape, puede influir en la propagación, y de ahí en la distribución de la mezcla gas/aire.

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7.1.7 Otros parámetros a considerar Otros parámetros como las condiciones climáticas y la topografía también deben ser tenidos en cuenta. Si hay un movimiento significativo de aire o el escape ocurre en un espacio cerrado, entonces el comportamiento anterior puede cambiar como se describe en los apartados 7.2 y 7.3. 7.1.8 Exteriores y estructuras abiertas En el caso de escapes en exteriores o estructuras abiertas, la dispersión de gas tras un escape puede depender de la velocidad del viento y de su dirección. En áreas abiertas, la propagación del gas en sentido contrario al viento se reducirá y viceversa. Este efecto será mayor con vientos más fuertes. Alrededor de edificios o estructuras abiertas los movimientos del aire son más complejos. En estos casos, debería tenerse en cuenta que la dirección del viento puede ser muy importante, así como la posibilidad de acumulación en espacios parcialmente cerrados, o en espacios donde el movimiento de aire sea restringido. Cuando se pretenda la instalación de un detector en una planta importante, puede ser adecuado el empleo de modelos matemáticos de dispersión de gas o túneles de viento para ensayos a escala en la fase de diseño. Los efectos térmicos locales pueden ser importantes en los movimientos del aire, y por tanto en la dispersión del gas. Por ejemplo cerca de superficies calientes pueden formarse fuertes gradientes térmicos. Además, la densidad relativa del gas dependerá tanto de la temperatura del gas en sí mismo como de la del aire circundante. 7.2 Edificios y recintos 7.2.1 Generalidades El riesgo de acumulación peligrosa de gases es generalmente mayor en edificios y recintos que en localizaciones al exterior. Cuando un gas se libera dentro de un espacio cerrado, se mezcla con el aire en el interior formando una mezcla de gas/aire. La forma en la que se produce esta mezcla depende de la velocidad del escape, su localización, la densidad del gas, la ventilación y la existencia de flujos térmicos superpuestos. Deberían tenerse en cuenta estos factores al decidir la ubicación de los sensores. 7.3 Edificios y recintos sin ventilación Teóricamente, en ausencia de ventilación y/o efectos térmicos, el escape de un gas más ligero que el aire tendería a formar una capa de mezcla gas/aire que se extendería desde el nivel del escape hasta el techo. En el caso de un gas más pesado la capa se formaría desde el escape hasta el suelo. Si el escape tiene efecto chorro, este comportamiento puede ser diferente. Por ejemplo si el chorro de escape de un gas ligero es orientado hacia abajo, entonces la capa de mezcla puede extenderse desde el techo hasta un punto más bajo que el escape. De forma similar, si un chorro de gas más pesado que el aire se dirige hacia arriba desde la fuente, la capa se puede extender desde el suelo hasta una posición por encima del nivel de la fuente. NOTA Si hay una potencial fuente de escape de gas en un edificio o un recinto, se debería proveer una ventilación adecuada.

7.4 Edificios y recintos con ventilación La ventilación de edificios y recintos se realiza por "medios naturales", "mecánicos" o una combinación de ambos. NOTA Cuando una concentración en un escape ha disminuido considerablemente por debajo del LIE, tenderá a moverse con el flujo normal de aire debido a que las densidades de la mezcla de gas y del aire no contaminado se hacen muy parecidas.

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7.5 Ventilación natural La ventilación natural es el flujo de aire dentro y fuera de un edificio o recinto a través de las aberturas intencionadas o casuales en su estructura. El flujo está causado por dos efectos; en primer lugar, cualquier diferencia de presión a través del recinto creada por el viento, y en segundo lugar, el flujo debido a cualquier diferencia de temperatura (y por tanto de la densidad) entre la atmósfera interior y exterior. Si la temperatura interior es superior a la exterior, el segundo efecto hace que el flujo sea ascendente. De forma contraria, si la temperatura interior se encuentra por debajo de la exterior, tenderá a producirse un flujo descendente. El escape de un gas o vapor en un edificio o recinto con ventilación natural tenderá a formar una mezcla gas/aire de forma similar a la descrita en el apartado 7.3. Sin embargo, en este caso, la concentración del gas en la mezcla será menor para una tasa de escape dado debido a la dilución por el flujo de aire. En caso de un gas o vapor más pesado que el aire en un flujo natural ascendente, la mezcla de gas/aire se puede propagar también por encima del punto de escape así como por debajo. De forma análoga, para un escape de gas o vapor más ligero que el aire en un recinto con un flujo natural descendente, la mezcla de gas/aire puede extenderse tanto por debajo como por encima del nivel del escape. NOTA En la Norma IEC 60079-10 se aporta más información sobre la ventilación natural.

7.5.1 Ventilación mecánica La ventilación mecánica es el término utilizado para el describir el flujo de aire a través de un recinto inducido por medios mecánicos, por ejemplo, ventiladores. Su caudal puede ser importante (por ejemplo mayor que 12 veces por hora el volumen del recinto). La concentración de gas dentro de un recinto ventilado por medios mecánicos será en general mucho menor que aquel que resulte de un escape similar dentro de un recinto con ventilación natural. NOTA En caso de concentraciones muy altas (por encima del LIE), o en áreas por encima del liquido inflamable con bajo punto de destello, un incremento en la ventilación puede dar lugar a un mayor volumen de la atmósfera explosiva.

Un buen diseño de un sistema de ventilación hace que todo el volumen que hay dentro de un recinto sea barrido por el flujo de aire. Cuando la geometría del recinto tenga áreas pobres en ventilación o "zonas muertas", se puede acumular una atmósfera gas/aire. Será en estos espacios donde se deberían situar los detectores. NOTA Los trazadores de humo pueden ayudar a identificar las trayectorias de la ventilación y la presencia de estos espacios muertos donde puede acumularse la mezcla de gas.

Si se instala un sensor en la entrada o salida de un conducto de ventilación mecánica (en función de donde pueda producirse el escape), entonces el punto de alarma debería fijarse tan bajo como sea razonablemente posible. Algunos sensores usan materiales sinterizados como apagallamas y la capacidad de la mezcla para difundirse a través de dichos materiales hacia el elemento sensible puede ser entorpecida por las altas velocidades de aire que pueden aparecer en los conductos. En este caso puede ayudar una envolvente adicional en el sensor. 7.5.2 Consideraciones ambientales El manual de instrucciones debería contener los parámetros ambientales de funcionamiento. Cuando las condiciones ambientales superen los valores especificados, se debe consultar al fabricante para asegurar que el equipo sea el adecuado. 8 DISEÑO E INSTALACIÓN DE SISTEMAS FIJOS DE DETECCIÓN DE GAS Un sistema fijo de detección de gas debería ser capaz de dar un aviso precoz tanto de la presencia como de la localización aproximada de una acumulación de gas inflamable, con el objetivo de iniciar una o más de las siguientes actuaciones bien automáticamente o bien bajo control manual:

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a) una evacuación segura del local; b) una correcta extinción de incendios y otros procedimientos de emergencia; c) eliminación de peligros; d) interrupción de procesos o de la planta; e) aumento de la ventilación. Las consecuencias para la seguridad del personal, y los efectos económicos de potenciales daños materiales, como resultado de un escape no detectado deberían ser la mayor de las preocupaciones. Esto debería conducir en primer lugar a una consideración de la integridad del sistema, redundancia, integridad de las fuentes de alimentación, operación a prueba de fallos, etc. Por tanto, es de gran importancia que los equipos de detección de gas deberían instalarse y usarse de tal manera que solamente el personal autorizado tenga acceso a su control. Una consideración importante es la elección de la cantidad y localización de las cabezas detectoras o de los puntos de muestreo. Esto debe hacerse en la práctica considerando un gran conjunto de factores incluyendo las normas industriales y los requisitos legislativos, el medio ambiente local y la seguridad, y de ahí el hecho de que se necesite un alto nivel de experiencia. 8.1 Consideraciones básicas en la instalación de sistemas fijos Si el equipo o cualquier componente auxiliar se instalan en una ubicación peligrosa (es decir "clasificada" o "acotada"), debería ser el adecuado para dicha zona y tener el marcado correspondiente. Normalmente se utilizan tres tipos principales de sistemas fijos: a) Sistemas que consisten en sensores remotos conectados al equipo de control y alarmas mediante cables eléctricos. Estos sistemas son los más adecuados para la mayoría de las aplicaciones industriales. Un sistema de este tipo debería, en general, ser instalado de forma que fuera capaz de monitorizar en continuo cada parte de la planta u otras instalaciones donde gases inflamables puedan acumularse accidentalmente. Debería ser capaz de dar el aviso más rápido posible de un escape accidental o acumulación de gas dentro de las limitaciones prácticas del sistema, por ejemplo en relación al número y localización de los sensores. Los sensores remotos y los equipos autónomos deberían conectarse a su equipo de control y alarma asociado de acuerdo a los requisitos nacionales para la instalación de equipamiento eléctrico. Los sensores y cualquier otra parte del sistema que esté situada en un área peligrosa deberían incorporar una técnica de protección frente a explosiones cubierta por la serie de Normas IEC 60079 para la zona destinada de uso. NOTA A temperaturas excesivamente altas o bajas el sensor puede estar funcionando fuera del rango de temperaturas indicado por el fabricante y por tanto incumplir la certificación en cuanto a seguridad eléctrica.

b) Sistemas compuestos por equipos de muestreo. Estos sistemas se utilizan en condiciones estáticas y cuando la velocidad de respuesta es menos importante. La principal ventaja es que todos los equipos eléctricos pueden instalarse fuera de las zonas peligrosas, solamente con el empleo de filtros tubulares, etc. dentro de ellos y cortafuegos adecuados situados en los límites de dicha zona. Cuando un sistema que tenga un único equipo de detección con un muestreo secuencial de distintos puntos, el intervalo de tiempo entre dos muestras consecutivas de un mismo punto debería ser suficientemente breve para que no se pueda formar una atmósfera explosiva durante ese intervalo. La longitud de los tubos de muestreo y el flujo también deberían ser suficientemente cortos para no dar tiempo a la formación de atmósferas peligrosas. Por esta razón, las líneas de muestreo deberían ser tan cortas como sea razonadamente practicable.

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c) Sistemas de camino abierto / sistemas de línea de visión Estos sistemas tienen requisitos especiales, limitaciones y características que no entran dentro de la aplicación de esta norma (véase también la nota al final del capítulo A.3). Dichos sistemas normalmente utilizan la técnica de infrarrojos donde el emisor y el sensor están instalados en los extremos opuestos de la línea de visión que atraviesa un área. Se puede utilizar un espejo para que la posición del sensor y el emisor se encuentren en el mismo extremo y también se pueden utilizar otras configuraciones. 8.2 Situación de los puntos de detección IMPORTANTE − El objetivo principal es que los sensores y los puntos de muestreo se sitúen de tal manera que se puedan detectar las acumulaciones de gas antes de crear un peligro significativo. Pero hay otros requisitos: La ubicación de los sensores y los puntos de muestreo debería consultarse con técnicos conocedores de la dispersión del gas, de los procesos de la planta y su equipamiento, así como del personal de seguridad e ingeniería. Esta resolución debería considerar: a) la combinación de fuente de emisión y efectos de propagación (capítulo 7); b) si las fuentes de emisión pueden estar dentro o fuera del confinamiento de estructuras, edificios, etc.; c) qué puede pasar en los puntos de acceso como puertas, ventanas, túneles, zanjas, etc.; d) condiciones medioambientales locales; e) salud y seguridad en el trabajo; f) acceso para el mantenimiento incluyendo calibración y verificación, así como la protección del sistema contra los riesgos propios del funcionamiento de la planta. Las decisiones tomadas sobre la ubicación de los sensores y puntos de muestreo deberían documentarse en el dossier de seguridad de la planta (para referencias véase también 8.10). 8.2.1 Consideraciones generales del emplazamiento Donde sólo sea necesaria la detección de un escape de gas en un área determinada, los sensores o puntos de muestreo pueden ubicarse a intervalos rodeando su perímetro. Sin embargo, tal distribución puede no ser suficiente para generar un aviso con suficiente antelación. Esta disposición no debería ser la única solución si el escape puede causar por sí mismo un riesgo importante al personal o la propiedad dentro del perímetro. Los sensores o puntos de muestreo deberían ser ubicados cerca de cualquier posible fuente de emisión de gas, aunque para evitar alarmas molestas, los puntos de detección no deberían en general estar ubicados junto a equipos que puedan producir fugas menores sin consecuencias durante su funcionamiento normal. En general, en emplazamientos abiertos las fugas menores se pueden dispersar sin causar acumulaciones peligrosas. También deberían instalarse sensores en todas aquellas zonas en las que puedan darse acumulaciones peligrosas de gas. Dichas áreas no tienen por qué estar cerca de escapes potenciales, pero pueden, por ejemplo, estar en zonas donde la ventilación sea reducida. Los gases más pesados que el aire tienden a acumularse en sótanos, pozos y zanjas. De la misma forma los gases más ligeros tienden a acumularse en cavidades elevadas.

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Si hay un movimiento significativo de aire, o si el gas se libera en espacios cerrados, entonces el comportamiento del gas se modifica. El comportamiento de los gases tras su liberación es complejo y depende de muchos parámetros. Sin embargo, el conocimiento de la influencia de estos factores no es suficiente, en la práctica, para predecir la extensión y/o velocidad de acumulación de una atmósfera inflamable. La predicción se puede mejorar mediante: 1) la aplicación de reglas empíricas de aceptación general desarrolladas por expertos, basadas en su experiencia; 2) la experimentación in situ para simular y describir el comportamiento preciso de los gases. Esto incluye ensayos con trazadores de humo, anemómetros o técnicas más sofisticadas como análisis con trazadores de gas; 3) simulación numérica de la dispersión del gas. En general, los sensores deben ubicarse sobre las aberturas de ventilación y cerca del techo para la detección de gases más ligeros que el aire, así como debajo de dichas aberturas y cerca del suelo para la detección de gases más pesados. Donde se requiera la detección de posibles entradas de gas o vapor en un edificio o recinto de una fuente externa, los sensores deberían situarse junto a las aperturas de ventilación. Estos sensores deberían ser colocados además de los requeridos para la detección de escapes dentro de edificios o recintos. Si los techos o suelos están divididos en compartimentos para el equipamiento, o hay otras obstrucciones, debería ubicarse un sensor en cada compartimento. 8.2.2 Condiciones ambientales Los equipos fijos, y particularmente sus sensores, pueden exponerse a un amplio rango de condiciones ambientales durante largos periodos de tiempo. Debería tenerse mucho cuidado en la selección y ubicación de estos equipos en relación a las probables condiciones ambientales que se pudieran dar en el funcionamiento normal y anómalo. 8.2.2.1 Condiciones climáticas adversas Los sensores situados en emplazamientos exteriores o estructuras abiertas pueden estar sometidos a condiciones medioambientales severas, situación que debería ser tenida en cuenta en todo momento. Por ejemplo, el viento puede causar la deriva de la lectura cero. Un viento excesivo puede causar incluso una aparente pérdida de sensibilidad durante la calibración debido a la dilución del gas de calibración, cuando se utiliza el equipo de calibración del fabricante. Cuando se den este tipo de situaciones debería consultarse al fabricante. Debería ponerse un gran cuidado en la ubicación de los sensores en emplazamientos exteriores, y deben protegerse adecuadamente frente los agentes climatológicos. La humedad, lluvia, nieve, hielo y polvo, pueden tener también efectos adversos. Ciertos materiales, aunque adecuados de otra forma para líneas de muestreo o protección ambiental, pueden deteriorarse por la luz solar u otras condiciones medioambientales. Los sensores localizados en edificios o recintos generalmente no quedan expuestos a condiciones climatológicas adversas. 8.2.2.2 Temperatura ambiente excesiva Todos los sensores, puntos de muestreo y equipos deberían instalarse en zonas en las que se asegure el cumplimiento de las especificaciones de temperatura establecidas por el fabricante. Cuando las temperaturas ambientales sean excesivamente altas o bajas, el detector puede estar operando fuera del rango de temperaturas indicada por el fabricante, dando lugar a errores en las lecturas y a la reducción en la vida del sensor. Además, tanto a temperaturas excesivamente altas como bajas, el aparato puede dejar de cumplir con su certificación para zona peligrosa. Por ejemplo, en muchos sensores electroquímicos funcionando a temperaturas muy por debajo de −10 ºC, el electrolito puede verse limitado por la congelación. Un equipo portátil puede sortear esta limitación manteniendo el detector en una zona cálida cuando no se esté utilizando.

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En general, debería evitarse la ubicación de los detectores directamente sobre fuentes de calor tales como hornos o calderas; la posición adecuada sería suficientemente alejada y por encima de la fuente de calor. En zonas tropicales y subtropicales, los equipos y sensores externos deben protegerse de la luz solar directa, ya que puede incrementar la temperatura hasta por encima de 65 ºC incluso con temperaturas ambientales alrededor de 40 ºC. Normalmente en las certificaciones para áreas peligrosas la temperatura máxima es de 40 ºC y la máxima de operación para la Norma IEC 60079-29-1 es de 55 ºC, a menos que se indique de otra forma en la certificación. 8.2.2.3 Vibraciones En caso de esperarse vibraciones, particularmente si el equipo se instala sobre maquinaria, debe asegurarse que dicho equipo se ha diseñado para resistir la vibración, o que se instale una protección frente a las mismas. 8.2.2.4 Utilización de sensores en atmósferas corrosivas Debería protegerse el sensor en caso de exposición a atmósferas corrosivas (por ejemplo amoniaco, nieblas ácidas, H2S, etc.). Se debería proteger particularmente el cableado (y otros componentes fabricados con cobre o latón) si puede haber presencia de amoniaco, ya que puede causar una importante corrosión y fallos eléctricos. 8.2.2.5 Protección mecánica Los sensores montados en posiciones donde puedan ser expuestos a daños mecánicos (por ejemplo, durante las operaciones normales de la planta, o el uso de equipamiento móvil como carretillas elevadoras) deberían protegerse adecuadamente sin impedir la libre circulación del flujo de aire a su alrededor. Si es necesario se deberían obtener recomendaciones del fabricante. 8.2.2.6 Inmunidad electromagnética Deberían adoptarse las precauciones apropiadas, por ejemplo el uso de cables apantallados, cuando se instale un sistema completo de cableado (incluidos aquellos para los controles de ventilación, etc.) para asegurar que todo el sistema este adecuadamente protegido de los efectos de la interferencia electromagnética. NOTA Se debería tener en cuenta la normativa nacional respecto a la compatibilidad electromagnética.

8.2.2.7 Limpieza mediante riego La práctica del manguerazo o baldeo en la planta puede causar una degradación severa de los sensores de gas y contaminar las líneas de muestreo. Por tanto debería evitarse en la medida de lo posible. Si no se puede evitar, los sensores deberían protegerse contra esta práctica, sin impedir el paso libre de aire a su alrededor. Éste puede ser un problema complejo. 8.2.2.8 Partículas suspendidas en el aire y otros contaminantes Los sensores no deberían situarse donde se encuentren partículas suspendidas en el aire que puedan perjudicar su capacidad operativa. Por ejemplo, no deberían utilizarse materiales con silicona y otros venenos conocidos cuando los sensores sean de tipo catalítico o semiconductor. El polvo, o la humedad, aceites o aerosoles adhesivos y nieblas, o las condensaciones pueden bloquear elementos clave como las pantallas de difusión de los sensores, las líneas de muestreo o sus filtros, causando la pérdida de sensibilidad o su funcionamiento. Es peor aun si se mezclan sólidos y líquidos formando una masa pastosa. Esta contaminación puede hacer necesaria la limpieza regular o un mantenimiento similar. En casos extremos puede ser necesaria la extracción de la muestra y un filtrado especial. Hay muchos ejemplos en donde la pintura a pistola o incluso el pintado deliberado han sido responsables del fallo de los sensores. Esto requiere cierta formación del personal de mantenimiento.

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Debería tenerse cuidado en evitar la condensación de agua sobre las pantallas de difusión y en las líneas de muestreo. Donde estén involucradas muestras con alta humedad, puede ser necesario el calentamiento de las partes críticas o la eliminación deliberada a través de separadores de agua, filtros coalescentes, etc. Hay problemas particulares donde un vapor de interés puede condensarse (o el propio líquido entrar de alguna manera en contacto) sobre las pantallas de difusión, filtros, o líneas de muestreo. Este tipo de contaminación puede conducir a señales incorrectas y engañosas hasta que el último resto de contaminación se elimine. Esto puede ser extremadamente peligroso. Si es posible este tipo de contaminación, la única solución puede ser el calentamiento de los componentes que entren en contacto con la muestra. 8.3 Acceso para la calibración y el mantenimiento Los sensores y los puntos de muestra deberían ser fácilmente accesibles para la calibración regular, mantenimiento y en la inspección de seguridad eléctrica. Debe ser posible acceder y ajustar todos los accesorios o equipamiento de ensayo necesario para estas operaciones en el punto de detección. Donde la localización del sensor haga esto difícil (por ejemplo, donde este alto y sobre maquinaria) puede ser factible disponer de un sistema de poleas para bajar el punto del sensor con un prolongador del cable o tener un brazo articulado oscilante para acceder al mismo. Obviamente, el cableado o la tubería de muestreo deben ser flexibles o articulados para permitir esta disposición. Esta disposición debería permitir preferiblemente que se mantuviera la orientación original del sensor para evitar una nueva calibración. Si es imposible establecer un acceso directo y regular al sensor entonces, como requisito mínimo, debería proporcionarse alguna forma remota de calibración mediante gas. 8.4 Consideraciones adicionales acerca de las líneas de muestreo Las líneas de muestreo suelen ser de instalación fija. Incluso si están fabricadas de material plástico flexible, normalmente son menos flexibles y más difícil de instalar que el cableado. Durante la instalación debería considerarse que puedan necesitar una sustitución futura, por ejemplo si acaban dañadas o gravemente contaminadas. Las juntas necesitan ser accesibles. Las líneas de muestreo deberían ser tan cortas como sea posible dado que su longitud afecta al tiempo de respuesta. Los filtros se pueden utilizar para proteger al equipo del polvo y sustancias interferentes o venenos. Generalmente se necesita un filtro de partículas en cada punto de muestreo de forma que el interior de la línea permanezca limpio. Si hay nieblas se necesitan dispositivos adicionales para evitar sus efectos. Se dispone con frecuencia de un filtrado adicional en el sensor del equipo. Los filtros también incrementan el tiempo de respuesta. La vida operativa de los filtros depende de los contaminantes (polvo o sustancia interferente). Esto puede acortar los intervalos de mantenimiento del aparato. Para más detalles consultar el manual de instrucciones. Se debería monitorizar el flujo que atraviesa la línea de muestreo. El material de la línea de muestreo debería seleccionarse para evitar la adsorción, absorción y la reacción química con el gas a detectar. Además, debería evitarse la dilución de la muestra por fuga o difusión de aire o gas al interior de la línea de muestreo o escape del gas inflamable desde la misma. Donde pueda producirse una condensación de agua se puede bloquear la línea de muestreo. Se pueden necesitar separadores de agua en cualquier punto bajo a lo largo de la línea de muestreo. Esta situación es característica de líneas que pasan por zonas que están más frías que el punto de muestreo (por ejemplo, áreas de aire acondicionado en climas calientes y húmedos). Como alternativa, se puede calentar dicha línea como se indica a continuación.

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También se debería tener en cuenta el riesgo de condensaciones en sistemas de muestreo con líquidos de alto punto de destello ya que la condensación reduce la concentración en la muestra y por tanto su lectura. Posteriores muestras con concentraciones de vapor más bajas pueden reevaporar la condensación dando lugar a lecturas incorrectamente mayores. Este efecto se minimiza con el calentamiento de la línea de muestreo. En zonas peligrosas, si el sistema de calentamiento es eléctrico deberá cumplir las normas y regulaciones preceptivas. Se puede optar por calentar con vapor o agua caliente. 8.5 Resumen de criterios para el emplazamiento de los sensores y puntos de muestreo La justificación en la selección de los emplazamientos de los sensores debería documentarse en el dossier (tomar como referencia los apartados 8.1 y 8.10). NOTA Se puede consultar la Norma IEC 60079-10 para más información acerca de la clasificación de zona y de la dispersión del gas.

A continuación se presenta un listado de comprobación, basado en algunos de los capítulos previos, de factores que deberían tenerse en cuenta, sin un orden o prioridad particular, en la determinación de las ubicaciones adecuadas de los sensores. Estas incluyen, pero no se limitan a, las siguientes: a) emplazamiento exterior o interior; b) fuentes potenciales de emisión – la localización y naturaleza de las fuentes potenciales de vapor/gas (por ejemplo densidad, presión, cantidad, temperatura de la fuente, y distancia) necesitan ser evaluadas; c) datos físicos y químicos de los gases/vapores que puedan estar presentes; d) los líquidos con baja volatilidad necesitan sensores cerca de la posible fuente de escape (y bajo nivel de alarma o puntos de actuación); e) naturaleza y concentración de los probables escapes de gas (por ejemplo, proyecciones a alta presión, fugas lentas, vertido de líquidos); f) presencia de cavidades y chorros; g) topografía del emplazamiento; h) movimientos del aire: 1) interior: ventilación natural, mecánica o convección, 2) exterior: velocidad y dirección del viento, i) efectos de la temperatura; j) condiciones medioambientales de la planta; k) localización y número de personas en la zona; l) localización de fuentes potenciales de ignición; m) infraestructura (paredes, aperturas o divisiones) que puedan dar lugar a la acumulación del gas/vapor; n) emplazamientos recomendados; o) los detectores deberían instalarse protegidos frente al daño mecánico o frente al agua durante su funcionamiento normal; y p) la ubicación debería permitir un mantenimiento y calibración fáciles.

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8.6 Instalación de los sensores Para el funcionamiento fiable de un sistema fijo de detección de gas cada sensor debería ubicarse en una localización adecuada conforme a su aplicación individual, y como se decidió anteriormente. Sin embargo, la inspección y mantenimiento, incluyendo la recalibración con gas, necesita ser realizada periódicamente por personal entrenado. Por tanto, el acceso para tales operaciones también necesita considerarse en detalle durante la instalación. Es importante que el manual de instrucciones sea leído y respetado. En muchos casos, la orientación del sensor puede ser especificada por el fabricante. Debería incorporarse en el diseño del sistema un adecuado drenaje y/o calentamiento para minimizar la humedad y la condensación en el equipo, cabeza del detector y sistema de interconexión cable/conducto o tubo de muestreo. Se debería purgar cualquier gas potencialmente inflamable introducido en los sistemas de muestreo de una forma segura. Lubricar todas las conexiones roscadas, pero asegurarse de que el lubricante no contiene sustancias (por ejemplo silicona) que puedan ser perjudiciales para los sensores. Los sensores deben conectarse a su respectiva unidad de control, como especifica el fabricante (considerar la máxima resistencia del circuito, mínimo tamaño del cable, aislamiento, etc.) y utilizar un cable, hilo y sistema conductor u otro sistema adecuado y aprobado para este propósito, clasificación de zona, y adecuada protección mecánica. Si el usuario no es capaz de cumplir estos puntos el trabajo debería ser llevado a cabo por el fabricante u otra persona competente. 8.7 Integridad y seguridad de los sistemas fijos 8.7.1 Generalidades Si el sistema detector de gas o los canales de un sistema fallan o son puestos fuera de servicio, de tal forma que las áreas de la planta no puedan ser monitorizadas suficientemente, pueden requerirse medidas adicionales para preservar la seguridad. La planificación de tales eventualidades debería considerarse antes de la instalación. Análogamente es esencial que la seguridad se mantenga cuando el sistema de detección de gas, o parte de él, pierda operatividad durante la calibración individual. Las medidas adicionales para preservar la seguridad pueden incluir: a) señalización de fallos de los equipos de detección; b) utilización de equipos de detección portátiles o transportables; c) incremento de la ventilación; d) eliminación de las fuentes de ignición; e) interrupción del suministro de los gases o líquidos inflamables; f) desconexión de la planta o partes de ella; y g) duplicación de los sensores más esenciales.

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8.7.2 Redundancia en sistemas fijos En general, un sistema fijo debería instalarse de tal manera que el fallo de los elementos individuales del sistema, o su retirada temporal para el mantenimiento, no comprometa la seguridad del personal e instalaciones que están siendo protegidas. Duplicar o triplicar los sensores remotos y los aparatos de control es recomendable en todas las áreas donde la detección continua sea absolutamente esencial. Se deberían utilizar dispositivos de "fallo seguro" siempre que sea posible. 8.7.3 Protección contra fallo de alimentación principal La protección contra la pérdida de alimentación principal debería incluir: a) Suministro de alimentación principal El suministro de la alimentación principal debería diseñarse de tal forma que se garantice la operación ilimitada del equipo de detección de gas y de las funciones de alarma. El corte o fallo en el suministro de energía principal debería ser detectable. La seguridad del área monitorizada debe ser preservada mediante medidas apropiadas. El suministro de alimentación principal debería disponer de un circuito independiente con un fusible especialmente marcado y utilizado únicamente para el equipo de detección de gas. b) Suministro de alimentación de emergencia Si se necesita una alimentación de emergencia para mantener el funcionamiento de los equipos de detección, debería estar activa hasta que se restablezca la alimentación principal o el área monitorizada no requiera más detección. Cualquier suministro de alimentación periférico externo debe ser el adecuado para la zona para la que va a ser utilizado (tanto por las consideraciones ambientales como por la clasificación de la misma). El corte del suministro de alimentación de emergencia debería indicarse mediante una señal de alarma. Se recomienda encarecidamente que para indicar el fallo de suministro eléctrico y/o del equipo, los contactos a utilizar sean los normalmente cerrados en el estado no activado (fallo seguro). 8.8 Planificación de la instalación durante las operaciones de construcción Los sensores deberían instalarse lo más tarde posible en cualquier planificación de las operaciones de construcción (es decir, la construcción de una nueva planta, reacondicionado o mantenimiento) pero antes de la presencia del gas o vapores en el sistema, de forma que se evite el daño de los sensores como resultado de tales operaciones como soldadura y pintura en particular. Si ya están instalados, los sensores se deberían proteger con sellos herméticos para evitar la contaminación durante el trabajo de construcción, y deberían estar claramente marcados como no operativos. 8.9 Puesta en servicio 8.9.1 Inspección El sistema completo de detección, incluyendo todo el equipamiento auxiliar, debería ser inspeccionado antes de uso para asegurar que el diseño y la instalación se han realizado de forma satisfactoria y que, cuando sea apropiado, los métodos, materiales y componentes utilizados estén de acuerdo a la Norma IEC 60079-0. Entre los elementos a inspeccionar están los siguientes: a) confirmación de que las conexiones eléctricas están correctamente ajustadas; b) comprobación de fugas en las líneas de muestreo y del flujo adecuado;

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c) comprobación de que los sistemas de apagallamas no estén atascados ni sucios; d) comprobación de la tensión de las baterías y/o su estado, y realización de los ajustes o recambios necesarios (de acuerdo al manual de instrucciones); e) realizar un ensayo de funcionamiento de los circuitos de fallo (malfuncionamiento). En este momento se debería realizar una comprobación para confirmar que se haya suministrado un dossier completo de las instrucciones de operación, planos y registros para el sistema completo. Este debería tener detalles de todos los puntos de detección (véase 8.2). Las instrucciones deberían incluir detalles sobre el uso, ensayo, calibración y operación, y deberían incluir todas las instrucciones del fabricante (véase 8.10). 8.9.2 Calibración inicial con gas Tras la instalación en su sitio cada sensor debería ser calibrado de acuerdo a las instrucciones del fabricante, a menos que disponga de un certificado reciente de calibración de fábrica válido para el gas a detectar. La calibración debería ser realizada únicamente por una persona competente y adecuadamente entrenada. Tras la calibración inicial, los sistemas fijos deberían volver automáticamente al modo de detección después de un intervalo predeterminado sin un ajuste posterior. Como alternativa, durante la calibración, el equipo debería producir una señal especial (por ejemplo "mantenimiento") para prevenir que la salida sea confundida con una medida normal. Donde sea probable la presencia de varios gases, se deberían tener en cuenta las precauciones adicionales descritas en los apartados 4.3.2.1 y 6.2.2. Para asegurar el correcto funcionamiento son esenciales la calibración e inspección periódicas. 8.9.3 Ajuste de los puntos de alarma En el caso de equipos de detección que solamente indiquen hasta el límite inferior de explosividad, el punto de alarma (o el inferior en caso de que haya más de uno) debería ajustarse tan bajo como sea posible acorde con la necesidad de evitar señales de falsas alarmas. Esto podría necesitar una revisión frecuente durante las primeras etapas de operación de una nueva planta o sistema de detección de gas. Los ajustes deberían realizarse de acuerdo al manual de instrucciones del fabricante. 8.10 Instrucciones de operación, planos y registros Las instrucciones de uso, de ensayo y de operación de sistemas fijos de detección de gas deberían estar disponibles y localizadas en el dossier del sistema. Para los objetivos de mantenimiento y registro, los planos de la instalación también deberían proporcionarse e incluirse en el dossier. Las ubicaciones de todas las partes del sistema (unidades de control, sensores y puntos de muestreo, cajas de empalme, etc.) deberían mostrarse junto con las rutas y tamaños de todos los cables, hilos y tubos de muestreo. También se deberían incluir los diagramas de las cajas de registro y la distribución del cableado. Es extremadamente importante que el manual de instalación del fabricante del equipamiento sea leído con detalle y que las instrucciones se sigan completamente. De nuevo una copia de este manual debería estar incluida en el dossier. Estos registros deberían actualizarse cuando se realice cualquier cambio en la instalación. Los ensayos individuales de los sistemas de detección de gases combustibles son un factor extremadamente importante que afecta a la fiabilidad de las unidades individuales. El funcionamiento óptimo del sistema y la operación fiable solamente se conseguirán a través de un programa definido de ensayos exhaustivos.

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Todos los tipos de detectores de gas requerirán recalibraciones periódicas utilizando los gases de calibración apropiados. Donde los sensores tengan un tiempo de vida en servicio limitada y/o sean susceptibles al envenenamiento (por ejemplo, catalíticos, electroquímicos, semiconductores) se requerirá una recalibración regular, o al menos una comprobación de la respuesta. La frecuencia requerida puede estar indicada en las regulaciones de las autoridades responsables. En muchos casos se puede obtener consejo o recomendaciones del fabricante. Al final dependerá de la severidad de la aplicación, y la mejor determinación es comenzar un proceso de comprobaciones frecuentes y regulares y un registro de los resultados (cantidad de ajustes necesarios, etc.) en el dossier. La revisión periódica permitirá encontrar el intervalo óptimo entre calibraciones y comprobaciones de respuesta. En el caso de que se hayan definido varios intervalos, se tomaría el más corto. El sistema de detección debería revisarse frecuentemente por una persona competente. La inspección debería realizarse de acuerdo a las instrucciones del fabricante y las condiciones particulares de la aplicación. Se debería realizar una inspección visual de todas las unidades del sistema de detección de gas y se debería comprobar las funciones de alarma y prueba. Se debería tener una especial atención a los riesgos de contaminación (por ejemplo, polvo o suciedad) y condensaciones de agua o disolventes en los sistemas de muestreo y en los emplazamientos de los sensores. Donde se utilicen sistemas de muestreo, se deberían comprobar la contaminación y fugas hacia el interior de las líneas de muestreo. Una forma sencilla de realizar esto último es la aplicación del gas de muestra mediante una bomba manual, o de otra forma a presión atmosférica, en el punto de muestra (NO USAR PRESIÓN) y ver si se obtiene un resultado similar al de las calibraciones normales. Se deberían seguir las instrucciones de operación del fabricante en relación a: − limpieza periódica de filtros, entradas a sensores, etc.; − montaje de los materiales requeridos, por ejemplo gases auxiliares para algunos dispositivos; − funcionamiento seguro del sistema. Los resultados de todas las inspecciones deberían quedar registrados en el dossier. 9 USO DE EQUIPOS PORTÁTILES Y TRANSPORTABLES PARA LA DETECCIÓN DE GASES COMBUSTIBLES 9.1 Generalidades En el capítulo 8 se puede ver que se necesitan distintas aptitudes para diseñar y dimensionar una instalación para equipos fijos de detección de gas. Cada vez que se utiliza un equipo portátil o transportable su usuario también realiza esencialmente muchas de las mismas e importantes funciones que se utilizan en la creación de una instalación temporal. Sin embargo, en general, el usuario no tiene todas las aptitudes necesarias. Hay problemas particulares adicionales donde los usuarios alquilen o cojan prestado un equipo portátil o transportable de este tipo. Puede que no se hayan aplicado adecuadamente las partes relevantes del capítulo 6. El historial de mantenimiento y calibración puede ser desconocido y el usuario puede no tener la suficiente familiaridad con el equipo. El personal responsable de los usuarios de equipos portátiles y transportables tiene esencialmente dos opciones. Éstas son: a) Dar al personal que vaya a utilizar estos equipos el suficiente entrenamiento sobre su utilización, que incluiría los capítulos 4 y 10, el resto de éste, las partes pertinentes del capítulo 5 o preferiblemente el anexo A, y hacer una formación concreta y proporcionar el acceso directo a las instrucciones de operación del equipo particular. b) Adoptar la aproximación minimalista descrita como "leer y a correr" en el apartado 9.3.9, siguiendo un entrenamiento básico sobre el equipo particular y sobre algunas precauciones de seguridad del personal relativos a la aplicación particular y a cualquier toxicidad. La comprobación, calibración, etc. deberían entonces hacerse por terceros.

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Los distintos tipos de equipos de detección de gas portátiles y transportables pueden utilizarse de varias formas de acuerdo a su diseño y especificaciones particulares. Un punto importante es que nunca deberían utilizarse sin precauciones y entrenamiento adicionales si se sabe que en ese momento puede haber presencia de cantidades importantes de gas, especialmente si se elige la opción b). Ya deberían haber sido tomadas las medidas necesarias para eliminar el gas. NOTA Hay ciertas aplicaciones en las que es inevitable la presencia de gas, como las minas de carbón. Será necesario un entrenamiento específico en tales aplicaciones.

Pueden utilizarse pequeños equipos manuales para la detección de fugas o comprobaciones puntuales, mientras que equipos mayores, algunos con alarmas visuales o sonoras, pueden utilizarse en multimodo a fin de que incluya la detección de fugas, comprobación puntual y funciones de monitorización local, de acuerdo a las necesidades particulares del usuario. Los equipos transportables se destinan a monitorizaciones temporales en lugares donde sea probable la formación de mezclas de vapores o gases inflamables, por ejemplo durante la carga o descarga de tanques de combustibles o productos químicos o durante trabajos con fuentes de calor (en relación con actividades de mantenimiento) que puedan realizarse en áreas clasificadas como peligrosas bajo la autoridad de un certificado de zona libre de gas. Los equipos transportables no están destinados a ser transportados manualmente durante largos periodos de tiempo, pero sí para estar en una ubicación específica durante varias horas o más. Debido a su naturaleza, los equipos portátiles y transportables pueden estar bajo un amplio margen de condiciones climáticas, de manejo, ambientales o de carga. De ahí que el usuario debería prestar una atención especial a las verdaderas condiciones a las que se somete al equipo y valorar si tiene la protección suficiente para estar en tales condiciones. Esto no sólo se aplica a su uso, sino también cuando no se está utilizando, por ejemplo el daño mecánico, vibración cuando se esté transportando, o temperaturas excesivas si se deja en la bandeja trasera de un coche aparcado al sol. El ensayo individual de los equipos de detección de gas es un factor importante que afecta a su fiabilidad. El funcionamiento óptimo del sistema así como su operación fiable serán desarrollados únicamente a través de un programa de ensayos. La frecuencia de los mismos dependerá del posible envenenamiento y envejecimiento del tipo de sensor utilizado (véase anexo A) pero por demás solo se podrá determinar experimentalmente para cada aplicación en particular. 9.2 Procedimientos de comprobación iniciales y periódicos en la instrumentación portátil y transportable Debido a que generalmente los equipos portátiles y transportables no se utilizan continuamente, las comprobaciones iniciales y periódicas son de la máxima importancia para asegurar que los equipos se encuentren en adecuado estado de operación. Hay que distinguir entre las comprobaciones de campo (comprobación de la respuesta) en las que el usuario no realiza ajustes y la recalibración en la que el ajuste se realiza cuando es necesario, aunque ambos utilizan equipamientos similares. Esto es más una cuestión de responsabilidad. Se debe seguir con total precisión las instrucciones del fabricante. Para una operación segura y fiable del equipo de detección de gas la recalibración, inspección y el mantenimiento deberían realizarse periódicamente por personal competente. Este trabajo puede ser realizado por el usuario, el fabricante del equipo o servicio de ingeniería subcontratado. 9.2.1 Inspección y comprobaciones de campo (comprobación de la respuesta) La inspección y las comprobaciones de campo se hacen para verificar si el equipo se encuentra funcional. Se recomienda que se realice por el personal que habitualmente maneje el equipo y se recomienda encarecidamente que se realicen antes de cada día de uso, especialmente si el sensor es de tipo catalítico, electroquímico o semiconductor y si se utiliza en condiciones dificultosas. NOTA 1 El manual de instrucciones del equipo portátil que cumpla con la Norma IEC 60079-29-1 debe proporcionar, según el apartado 4.4 de la norma, un método para realizar la comprobación funcional con gas antes de cada día de utilización.

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NOTA 2 En casos críticos donde una autorización de trabajo se de como resultado de un ensayo de gas, se recomienda realizar posteriormente comprobaciones de la respuesta, y que el resultado tanto del ensayo con gas como de las comprobaciones de la respuesta sean registrados.

Una secuencia simple de inspecciones podría incluir lo siguiente: 1) comprobar la tensión de batería y/o su condición; 2) dejar que transcurra el adecuado tiempo de precalentamiento; 3) comprobar si hay fugas en las líneas de muestreo y si el flujo es adecuado en los equipos de aspiración; 4) comprobar que la lectura cero se muestra cuando el equipo opera en aire limpio (véase la nota inferior); 5) realizar la comprobación de la respuesta. Las dos últimas pueden realizarse como sigue. Ubicar el cabezal detector (esté integrado en el equipo o sea remoto) o la línea de muestreo en una atmósfera libre de gas combustible, aspirar una muestra suficientemente grande para purgar las líneas (aplicable solamente en los equipos con líneas de muestreo). En caso de observar una considerable desviación del cero (sino véase nota inferior), el equipo debería ser recalibrado (véase 9.2.2). Algunos equipos disponen de comprobación automática del cero que realizará este ajuste. NOTA 3 Aunque no debería haber ninguna cantidad medible de gases combustibles en el aire limpio, y por tanto un detector de gases combustibles debería medir cero, no es necesariamente cierto para otros sensores que puedan incorporarse al mismo instrumento. Los sensores de oxigeno deberían leer 20,8% v/v o 20,9% v/v bajo estas condiciones. Hay aproximadamente 360 partes por millón de dióxido de carbono (más en zonas donde se acumulan gases pesados) que deberían dar lecturas apropiadas (por ejemplo 0,03% v/v o 0,04% v/v CO2). También puede haber cantidades detectables de CO en áreas de acumulación.

La respuesta (sensibilidad) de los equipos debería comprobarse utilizando los conjuntos de calibración de campo recomendados por el fabricante y realizarse con una mezcla de gas conocida que de una respuesta de todos los sensores incorporados al equipo. El usuario debería saber o estar instruido en cuáles son las lecturas que se deberían obtener. Si los resultados del ensayo no están dentro de un ±10% del valor esperado, entonces se debe recalibrar el equipo (véase 9.2.2). NOTA 4 Para sensores catalíticos la mezcla debería contener al menos un 10% en volumen de oxígeno. NOTA 5 Los gases muy reactivos como el flúor, cloruro de hidrógeno u ozono no son adecuados para ser utilizados en mezclas de calibración para comprobación de campo.

Para equipos de solo alarma, en el ensayo se debería utilizar una concentración equivalente al 5% LIE por encima del máximo punto de alarma del equipo. Todas las alarmas deberían actuar durante este ensayo. Si un equipo falla este procedimiento, y la acción correctora sugerida no resuelve el problema entonces el equipo debería recalibrarse (véase 9.2.2). 9.2.2 Comprobaciones individuales y recalibración Los equipos portátiles y transportables deberían recalibrarse regularmente en un taller adecuado por personal competente. Cualquier equipo utilizado ocasionalmente debería, no obstante, inspeccionarse y calibrarse regularmente, de forma que esté disponible para su uso inmediato siempre que se necesite. Este control debería hacerse siempre de acuerdo a las instrucciones del fabricante que en general pueden incluir lo siguiente: a) reseteado del cero mecánico de los medidores analógicos; b) comprobación de la fijación de todas las conexiones eléctricas (cabezal del detector remoto, alimentación, etc.); c) esperar el tiempo adecuado de precalentamiento; d) comprobación de pérdidas en las líneas de muestreo y del flujo adecuado;

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e) comprobación de atascos o suciedad en los sistemas apagallamas; f) comprobación de la tensión de la batería y/o su estado, y realizar cualquier ajuste o sustitución pertinentes; g) realizar un ensayo de fallo (malfuncionamiento) de los circuitos; h) ensayar los circuitos de alarma; i) recalibración mediante ajuste de la lectura cero en aire limpio y de la lectura correcta correspondiente a la mezcla de gas de calibración que se aplique. Esto puede realizarse de la siguiente forma: Situar el cabezal del detector (integrado o remoto) o la línea de muestreo en una atmósfera libre de gas combustible, aspirar una cantidad suficiente de muestra para purgar la línea (sólo en el caso de equipos con líneas de muestreo). Si hay desviación del cero (véase nota en el apartado 9.2.1 para otros gases) se debería registrar y ajustar a cero. Algunos equipos tienen una comprobación automática del cero que realizará este ajuste. Se debería comprobar la respuesta (sensibilidad) del equipo utilizando el conjunto de recalibración recomendado por el fabricante y con una mezcla conocida que genere una respuesta conocida de todos los sensores presentes. Sería preferible elegir aquella concentración de gas que diera una lectura entre el 25% y 75% del fondo de escala. Esta lectura también puede ser especificada por el fabricante. En caso de detectar una desviación se debería registrar y luego ajustar correctamente. Algunos equipos tienen un ajuste automático de la sensibilidad y sólo lo harán correctamente con el gas específico. NOTA 1 Para los sensores catalíticos la mezcla debe contener al menos un 10% en volumen de oxígeno. En algunos equipos multigas de moderna tecnología el gas indicado por el fabricante puede tener concentraciones de oxígeno mayores y concentraciones conocidas de otros gases tóxicos. Esta se utiliza para recalibrar simultáneamente todos los sensores. NOTA 2 Los gases muy reactivos como el flúor, cloruro de hidrógeno o el ozono no son adecuados para ser utilizados en las mezclas de calibración para comprobaciones de campo.

Para equipos de solo alarma, se debería aplicar una concentración de gas de ensayo que sea igual al 5% del LIE por encima del máximo punto de alarma del equipo. Los registros de estas comprobaciones pueden utilizarse para un análisis a largo plazo para determinar la frecuencia óptima de la recalibración. 9.2.3 Mantenimiento y recalibración Los procedimientos de mantenimiento deberían estar en manos de personal cualificado entrenado en el manejo, mantenimiento y reparación de equipos de detección de gas. Si la instalación de mantenimiento no tiene un equipamiento adecuado y/o el personal cualificado no está disponible para desarrollar los procedimientos de mantenimiento y comprobación recomendados por el fabricante, entonces el usuario debería enviar el equipo al fabricante o a otros puntos de reparación cualificados. En el caso de equipos certificados con protección frente a explosiones, se debería consultar al fabricante en relación a las piezas de repuesto. Para equipos de detección portátiles y transportables, es importante que toda la unidad debiera ser llevada a una localización no peligrosa para inspección y mantenimiento. Tras la corrección de cualquier función defectuosa (reparación o sustitución siguiendo estrictamente las instrucciones del fabricante), se debería proceder a un completo procedimiento de mantenimiento y recalibración. Las unidades defectuosas deberían bien: − ser devueltas al fabricante, o − ser entregadas a un servicio técnico autorizado por el fabricante, o − ser reparada en un taller de mantenimiento especialmente instalado por el usuario.

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Los resultados del mantenimiento y recalibración deberían ser registrados en el dossier. 9.3 Guía de utilización de equipos portátiles y transportables 9.3.1 Seguridad eléctrica en atmósferas peligrosas Los equipos portátiles y transportables deberían tener un tipo de protección eléctrica adecuada a la zona de uso. Durante el uso, los equipos portátiles y transportables no deberían ser trasladados de una zona de bajo a otra de alto riesgo a menos que estén correctamente protegidos para el más alto. Además, el grupo del equipo y la clase de temperatura deberían ser apropiados para todos los gases y vapores en los cuales el equipo vaya a ser utilizado (véase la Norma IEC 60079-20). 9.3.2 Seguridad del personal Cuando se esté a punto de trabajar en un área peligrosa, es necesario comprobar específicamente la potencial toxicidad de la atmósfera y el probable origen de una deficiencia de oxígeno con el Oficial de Seguridad, Higienista Industrial de la planta, o equivalente, particularmente si se trata de espacios confinados (véase también el capítulo 4). La deficiencia de oxígeno puede ser debida a la presencia de cantidades tóxicas de otras sustancias. Algunos gases inflamables (por ejemplo amoniaco o sulfuro de hidrógeno) y casi todos los vapores también son tóxicos e incluso letales en porcentajes muy inferiores al LIE. Si el equipo de gas combustible también está equipado con sensores de alta sensibilidad para gases tóxicos específicos, se debería ser consciente de que en general no detectan otros materiales tóxicos. Los equipos de detección de gas en sí mismos pueden no ser una protección suficiente si es probable la presencia de sustancias tóxicas. En algunos casos también se puede necesitar un respirador apropiado y/o otro dispositivo. Encender el equipo, dejarlo calentar el tiempo suficiente, y hacer comprobaciones en aire fresco (véase 9.2.1) en una zona segura pero lo más cerca posible a las condiciones ambientales de la zona que vaya a ser monitorizada. Cuando se entre en una zona potencialmente peligrosa el usuario debería controlar frecuentemente la lectura del equipo. El usuario podría estar entrando en una zona ya peligrosa y necesitar todos los avisos que pueda conseguir. 9.3.3 Puntos de ensayo y muestreo El equipo solamente dará la lectura en la localización en la que se esté tomando la misma, o en la localización del final de la línea de muestreo, si se usa. Puede formarse una atmósfera peligrosa a unos metros del punto de muestreo. Por tanto se deben hacer muchos ensayos de gas alrededor de la zona de trabajo prevista para asegurar que no hay acumulaciones de gases o vapores peligrosos. Si es probable la existencia de vapores, algunos de los ensayos deberían realizarse a unos pocos milímetros del suelo, incluyendo depresiones cercanas, utilizando sondas o líneas de muestreo en caso de difícil acceso. Estos ensayos deberían detectar cualquier pequeño problema (por ejemplo, la menor fuga de un líquido) con la suficiente antelación. NOTA Solamente se deberían utilizar las líneas de muestreo recomendadas por el fabricante (véanse las notas de adsorción y reacciones químicas del apartado 8.4).

De forma similar si es probable la presencia de gases ligeros (hidrógeno, metano, amoniaco), se deberían hacer algunos ensayos cerca del techo o al menos tan alto como sea posible. Las lecturas solamente son validas en el momento en el que se tomen. Las circunstancias cambian. Es recomendable tomar frecuentes medidas, particularmente si hay presencia de líquidos y la temperatura está aumentando. Las sondas deberían fabricarse en materiales no conductores, y las líneas de muestreo y sondas deberían mantenerse secas si existe el riesgo de contacto con equipamiento eléctrico.

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9.3.4 Muestreo sobre líquidos Durante el muestreo de vapor sobre un líquido, se debería tener especial cuidado en evitar que la línea de muestreo o el sensor entren en contacto con el líquido, ya que podría bloquear la entrada de gas al equipo, dañar el sistema de muestreo o el sensor y podría causar lecturas erróneas. Utilizar un filtro hidrófobo o equivalente en caso de riesgo de que pase agua al detector. Una sonda con una entrada lateral en una punta sólida podría ayudar a evitar la entrada de líquido. Una vez que un equipo o sus accesorios estén contaminados por el líquido, deben considerarse inútiles hasta que se hayan descontaminado por completo. 9.3.5 Prevención de condensaciones Cuando se lleve un equipo portátil desde un ambiente frío a uno cálido, es importante dejar tiempo suficiente para que el equipo se caliente y evitar la condensación de vapor que puede causar contaminación y/o lecturas incorrectas. El vapor saturado puede bloquear los dispositivos apagallamas de ciertos tipos de sensores hasta dejarlos inoperativos. Se debería tener muy en cuenta este riesgo. 9.3.6 Envenenamiento de los sensores Si el equipo portátil es multigas con sensores de detección de gases tóxicos a bajas concentraciones entonces la calibración con algunos gases tóxicos como hidrógeno, sulfuros, amoniaco y cloruros, puede causar la inhibición de algunos elementos sensores de gases inflamables, particularmente los dispositivos catalíticos. Utilizar exclusivamente los gases de ensayo y procedimientos de calibración establecidos por el fabricante. Se recomienda que si en uso normal se obtiene una alarma para algunos de estos gases, el sensor combustible se revise antes de continuar su utilización. Ante la posibilidad de venenos en el ambiente (como siliconas, carburantes con plomo, ácidos, etc.), la sensibilidad de los equipos catalíticos, electroquímicos o semiconductores debe ser comprobada frecuentemente (véase 9.2.1). 9.3.7 Cambios de temperatura Cuando las temperaturas se incrementen, y pueda haber presencia de gases o vapores, el ensayo de gas debería ser frecuente dado que la concentración de vapor podría duplicarse por cada 10 ºC de incremento de temperatura. 9.3.8 Daño accidental Si un equipo portátil o transportable cae o queda dañado de otra forma, su protección frente a la explosión y su funcionamiento podrían haber quedado afectados. Se debería retirar inmediatamente para su inspección, cualquier reparación necesaria o para la recalibración, antes de volver a ser utilizado. 9.3.9 Operación minimalista, concepto de "leer y a correr" El margen de seguridad es mayor si se observan los pequeños cambios en las lecturas y no sólo confiar únicamente en las alarmas que siempre se fijan de alguna manera por encima de la escala. Sin un entrenamiento exhaustivo, el usuario no debería ser asignado a un puesto de ensayo de gases cuando se esperen o realmente haya cantidades importantes de gases o vapores. La exactitud no es importante siempre que el equipo responda a la comprobación de la respuesta. No se espera que el usuario realice una medida, la intención solo es detectar gas. Un usuario trabajando en una localización peligrosa puede no estar completamente familiarizado con el control del gas o la naturaleza tóxica del ambiente. En tales casos el consejo para el usuario es que utilice el concepto de "leer y a correr" en consideración con las prácticas locales permitidas.

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Bajo este concepto las operaciones básicas son las siguientes: a) Observar las lecturas en aire limpio, en condiciones tan cercanas como sea posible a las condiciones que vayan a encontrarse en el punto de muestreo, especialmente en relación a la temperatura y humedad atmosféricas. NOTA La altitud también es importante; un cambio de 100 m puede modificar la lectura del oxígeno.

b) Ajustar el equipo a sus lecturas correctas en aire limpio. O si no está permitido o no es realizable, apuntar las lecturas obtenidas en aire limpio. c) Pasar a la zona a controlar, si hay cualquier indicación de cambio desde la lectura de aire limpio, entonces será una "lectura positiva". d) Si se recibe cualquier lectura positiva "SALIR", esto es "leer y a correr". e) Después informar a la persona responsable, que puede entonces realizar una adecuada supervisión con personal experimentado, tomando las precauciones pertinentes. 10 ENTRENAMIENTO DEL PERSONAL DE OPERACIÓN 10.1 Generalidades El entrenamiento debería proporcionarse a aquellos que se encargan del mantenimiento, utilización o interpretación de los resultados de los detectores de gas. Se distingue entre entrenamiento de "Operador" para aquellos que utilizan los equipos portátiles o equipos fijos de detección y entrenamiento de "Mantenimiento" en favor de la claridad y por el hecho de que los usuarios generalmente no son los responsables de su mantenimiento. Es importante establecer esta distribución con antelación. Sin embargo hay un entrenamiento sobre las limitaciones fundamentales del ambiente y del equipamiento, y otro sobre seguridad básica, para todo aquel personal que pudiera por si mismo ir o ser responsable de enviar a otros a las zonas peligrosas. El entrenamiento puede ser realizado por la empresa con personal experimentado o por el vendedor mediante sesiones de entrenamiento. La documentación del proveedor es esencial, y debería estar disponible para estas personas. El entrenamiento también debería reflejar el ambiente de trabajo real y las responsabilidades del personal correspondiente. Se recomienda encarecidamente actualizar la formación periódicamente. Los registros de formación deberían ser guardados durante un tiempo determinado. NOTA Algunas normas nacionales establecen que la formación sea dada por "personal competente" como se define en las mismas, en un marco nacional de formación o en las normas nacionales. El entrenamiento basado en competencias de este tipo requiere, además de la instrucción y la experiencia práctica, una valoración formal de cada aprendiz por parte de un asesor cualificado (que puede ser el propio instructor competente).

10.2 Formación general − Limitaciones Básicas y seguridad Para la formación general se recomienda utilizar como base aquellas partes relevantes del capítulo 4 en cuanto a emplazamientos y la aplicación, y aquellas secciones relevantes de la documentación del vendedor en cuanto a las funciones del personal involucrado.

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La información sobre las limitaciones siempre debería incluir como mínimo: a) El equipamiento para gases explosivos (combustibles) solo detectará los gases y vapores presentes en las cercanías del detector (o en la línea de visión de los equipos de camino abierto). b) Solamente se detectan aquellos vapores que no condensan a la temperatura del detector o su equipamiento de muestreo (cuando sea aplicable). c) Si el punto de destello de un líquido supera ampliamente la temperatura ambiente, los vapores alcanzarán bajos porcentajes del LIE. d) El equipamiento no sirve para detectar líquidos combustibles como tal, tampoco nieblas ni polvos o fibras. e) Muchos tipos de equipos de gas inflamable tienen distinta sensibilidad para toda una gama de gases. Si el gas detectado no es aquel para el que el equipo ha sido calibrado el equipo indicará un valor pero no tiene porque ser correcto. f) Las indicaciones irregulares pueden indicar un malfuncionamiento del equipo o que hay alguna alteración atmosférica. En caso de duda, se debería realizar una comprobación con un segundo equipo, o bien el equipo debería ser comprobado de nuevo bajo condiciones controladas antes de seguir utilizándolo. g) La presencia continua u ocasional de bajas concentraciones del gas a detectar dará indicaciones que podrían hacer pensar que hay deriva del cero. En caso de duda, se debería comprobar el equipo de nuevo utilizando aire limpio. h) Si hay lecturas fuera de escala en cualquier sentido, se debería asumir que hay una atmósfera potencialmente explosiva hasta que se haya comprobado lo contrario (por ejemplo, con un segundo equipo, aplicar aire limpio y después comprobar de nuevo, etc.). i) Algunos gases inflamables y todos los vapores (excepto el del agua) son tóxicos a bajos niveles de concentración. Se debería conocer la toxicidad potencial así como tomar las precauciones necesarias. j) En los espacios confinados puede haber una deficiencia de oxígeno, que puede ser debida a sustancias tóxicas. La entrada en espacios confinados es una operación especializada y por tanto requiere entrenamiento de especialista. k) En caso de muestreo de espacios confinados mediante sondas o líneas de muestreo, una fuerte deficiencia de oxígeno puede causar que el más común de los equipos de gas inflamable (combustible) dé una mala lectura 10.3 Formación del operador El caso más simple para usuarios de equipos portátiles, es la formación para operaciones de "leer y a correr" (véanse 9.1 y 9.3.9). Sin embargo, esto requiere que la persona que dirige al operador esté suficientemente bien entrenada para ser responsable de la seguridad del operario en las condiciones particulares en las que este operario estará, o posiblemente podría estar, trabajando. Para usuarios avanzados de equipos portátiles y para operadores que usen sistemas fijos, el entrenamiento debería diseñarse para asegurar la compresión y familiaridad con el equipamiento, el ambiente de trabajo y el sistema. Los operadores deberían ser aconsejados y ser conocedores de cómo hacer comprobaciones visuales y funcionales, y a quien contactar en el caso de sospechas de malfuncionamiento en los equipos. Es especialmente importante que los operadores tengan un plan de actuación en caso de alarma por gas. Se deberían realizar cursos de actualización periódicamente (por ejemplo, anuales). Esto es vital en situaciones o aplicaciones donde rara vez se producen situaciones de alarma. Las instrucciones se deberían redactar antes de la instalación de un sistema fijo o la introducción de detectores portátiles para cubrir las acciones a tomar en caso de alarmas, otras consideraciones sobre seguridad y las personas a las que se debería informar en caso que se sospeche un mal funcionamiento.

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10.4 Formación para el servicio de mantenimiento La formación de mantenimiento debería diseñarse para encargados de las inspecciones, mantenimiento y calibración. Además de incluir toda la información necesaria para realizar todas estas tareas, se debería incluir algo de teoría sobre el funcionamiento interno del detector. Es esencial la documentación del vendedor. 11 MANTENIMIENTO, PROCEDIMIENTOS INDIVIDUALES Y CONTROL ADMINISTRATIVO GENERAL 11.1 Generalidades El mantenimiento rutinario de cualquier sistema de detección de gas es un factor extremadamente importante que influye en la fiabilidad de las unidades. El óptimo funcionamiento del sistema y la operación fiable sólo se alcanzarán mediante una gestión informada que elabore un completo programa práctico y responsable dedicado al mantenimiento con un alto nivel de prioridad. La gestión de dicho programa depende de la asignación de responsabilidades en varios aspectos (por ejemplo, quién es responsable de las comprobaciones de campo, de las inspecciones, de las recalibraciones y del mantenimiento) y después de asegurar que el personal correspondiente tenga una formación adecuada y que periódicamente se recicle. Parte de la responsabilidad de esta gestión es el establecimiento de las condiciones límites de operación (por ejemplo, determinar las tolerancias que se pueden aceptar en las comprobaciones de campo antes que sea necesaria la recalibración, determinar la frecuencia de las calibraciones, la frecuencia del mantenimiento, etc.). Se debería tener un registro de todas las inspecciones, verificaciones, ensayos y cualquier trabajo realizado sobre el sistema de detección. Un sistema excelente para mantener dichos registros, y que también ayude a mantener al día los trabajos de mantenimiento necesarios tal como la calibración, es el empleo de ciertos programas informáticos. En los casos más sencillos, utilizar lo indicado en el anexo D para un registro del mantenimiento típico. Los equipos de detección de gas deberían poder identificarse individualmente. Los equipos portátiles y transportables deberían etiquetarse con la identificación de la fecha de calibración y, según el sistema de control empleado, el intervalo de tiempo hasta la siguiente recalibración. Los sistemas o equipos de detección de gases inflamables varían en su aplicación desde unidades portátiles para controlar lugares donde se espera la presencia de una atmósfera de gas/aire, a sistemas fijos donde raramente puede detectarse una mezcla de gas/aire durante todo el tiempo de vida del equipo. El mantenimiento inadecuado, ajuste incorrecto del cero y, en caso de portátiles, baterías deterioradas son causas de errores en la detección. Es importante recordar que los errores y fallos en los sistemas o equipos de detección de gas pueden no ser evidentes en sí mismos, y de ahí que la detección de gas debería ser sólo parte de una estrategia global para la protección del personal y las instalaciones. La fiabilidad de las medidas depende del uso del gas de ensayo (calibración), esencialmente duplicando su función completa. Todos los tipos de equipos portátiles, transportables o fijos (incluyendo los equipos de lectura puntual y de camino abierto) deberían ser comprobados a intervalos regulares con el gas de ensayo recomendado por el fabricante. Cuando sea necesario detectar la presencia de varios gases mezclados con aire, se debería comprobar periódicamente la sensibilidad a estos gases con los gases de ensayo apropiados. El personal de mantenimiento del instrumental de la planta o equivalente, debería realizar regularmente una calibración en profundidad de cada equipo portátil o sensor fijo (cabezal del detector). Se debería mantener un archivo de registros para cada equipo portátil o cabezal del detector. Los intervalos de tiempo a los que se deberían realizar estos procedimientos dependen de muchos factores entre los que se incluyen: el tipo de equipo, es decir, si es portátil, transportable o fijo, la técnica de detección utilizada, las condiciones medioambientales habituales en la instalación; el historial de funcionamiento, y la fiabilidad esperada.

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En relación a la calibración, el equipo de detección de gas debería ser: 1) inspeccionado regularmente en busca de un posible malfuncionamiento, daño u otro deterioro; 2) calibrado de acuerdo a las instrucciones del fabricante; utilizando el equipamiento recomendado (véase 8.10); 3) en caso de equipos fijos, calibrarlos en su puesta en marcha y luego comprobarlos/recalibrarlos a intervalos regulares. Para aplicaciones nuevas sería prudente realizar estos procedimientos frecuentemente al principio (quizás semanalmente), incrementando después los intervalos de tiempo (a quizás, mensualmente) a medida que aumente la confianza en la instalación, en función de los registros de mantenimiento; 4) en caso de equipos portátiles, se necesitará hacer con frecuencia la comprobación de campo (comprobación de la respuesta) del apartado 9.2.1, o la recalibración del apartado 9.2.2. En situaciones desconocidas o difíciles o cuando el equipo no se utilice frecuentemente, esto se debería hacer justo antes de cada uso. Cuando se necesite emitir certificados "libre de gas" o "permitido trabajar", tenemos como cuestión muy importante la realización de al menos la comprobación de campo después de uso y también registrar este resultado en el certificado. En situaciones menos exigentes, se debería utilizar lo indicado en el punto anterior (3); NOTA 1 En el apartado 4.4 de la Norma IEC 60079-29-1 se requiere que el manual de instrucciones de los equipos portátiles cumpla con dicha norma, para proporcionar un método para desarrollar una comprobación de funcionamiento con gas antes de cada día de uso.

5) en caso de probabilidad de presencia de varios gases, los detectores deberían calibrarse para el gas que sea menos sensible. NOTA 2 Es aceptable el empleo de un gas de calibración diferente del gas monitorizado, a condición de que se haga la corrección apropiada; de forma que los detectores al calibrarse den la respuesta correcta al gas monitorizado. Sin embargo, si uno de los gases que se pueden detectar es metano, se utiliza metano en la mezcla de aire/gas de calibración.

Para asegurar que no se invalide la certificación para zona peligrosa, cualquier reparación o mantenimiento que afecte a la protección del equipo frente a explosiones no debería ser realizada sin las instrucciones completas y planos del titular del certificado. Es preferible que el equipo sea devuelto al titular del certificado para su reparación. NOTA 3 En muchos países, la responsabilidad legal del mantenimiento de la certificación de un equipo puede recaer en el usuario o propietario. NOTA 4 Se deberían aceptar las condiciones incluidas en la Norma IEC 60079-19.

Los equipos pendientes de recalibración o mantenimiento deberían estar aislados de los equipos en espera de volver al servicio tras tales operaciones. Los repuestos pueden deteriorarse durante el almacenamiento debido al maltrato o envejecimiento y siempre deberían ser ensayados antes de su utilización. Debería tenerse especial cuidado con las superficies ópticas. 11.2 Comprobaciones de operación Para mantener una operación fiable del sistema de detección de gas se debería seguir un plan de inspección y ensayos periódicos. En los siguientes apartados se especifica la regularidad. NOTA Si no se conoce el estado de un equipo entonces debería comprobarse antes de su uso.

11.2.1 Sistemas fijos a) Inspección regular visual. La inspección regular del panel de control debería realizarse (por ejemplo, una vez por turno de trabajo). Se debe registrar cada comprobación, incluyendo los problemas detectados; firmar, fechar y archivar. Los fallos encontrados deberían corregirse rápidamente.

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b) Verificación regular de las funciones. La verificación del panel de control y alarmas debería ser realizada regularmente utilizando interruptores de ensayo para asegurar que las luces, alarmas y la electrónica funcionan normalmente. Esta comprobación funcional variará dependiendo de la unidad utilizada. Los fallos encontrados deberían ser corregidos rápidamente. c) Calibración regular y ensayo de operación del sistema. Este ensayo es de vital importancia para mantener la fiabilidad continua del sistema. En caso de sistemas basados en sensores se incluye someter cada cabezal al gas de calibración, y así permitir un ciclo completo de comprobación de la electrónica y del sensor manteniendo registros precisos de la información sobre las pautas del sistema, particularidades, vida de los componentes, etc. Haciendo esto, se pueden advertir anticipadamente los posibles problemas. En el caso de sistemas con líneas de muestreo esto se convierte en comprobaciones regulares de la calibración de los analizadores centrales y los circuitos de alarma asociados. Se debería comprobar periódicamente la integridad del sistema de muestreo y cada línea individual de muestreo mediante la aplicación del gas de ensayo o calibración, a presión atmosférica, directamente al punto de muestra y comprobando que se obtiene el mismo resultado que en la aplicación del mismo gas a los analizadores. En este caso, el gas no debe estar a presión. Una forma sencilla de hacerlo puede ser con el empleo de bolsas finas de plástico o bombas manuales con las que aplicar el gas desde alguna clase de regulador de flujo a mayor caudal que el de muestreo, con una salida a la atmósfera para el flujo excedente, o el uso de un regulador de demanda. NOTA Este es el ensayo más importante y debería realizarse en todos los puntos durante la instalación y después repetirlo regularmente. El fabricante puede aportar más información.

d) Completar los registros de mantenimiento. Tómese como referencia el anexo D como formato típico de registro. 11.2.2 Equipos de detección de gas portátiles y transportables a) Inspección visual 1) Comprobar que el equipo esté en buenas condiciones de funcionamiento, alarmas, desvío de la lectura cero, etc. 2) Asegurar que la envolvente del cabezal del detector está libre de obstrucciones o cubrimientos que puedan interferir en el acceso del gas o vapor al elemento sensible. Asegurar que la muestra aspirada es correcta para estos sistemas de aspiración. 3) Para sistemas en los que el aire es introducido mecánicamente en el sensor; se inspeccionan las líneas de flujo y accesorios. En caso de grietas, perforaciones, dobleces u otro daño o deterioro de las líneas de flujo o accesorios, deberían ser reemplazados por aquellos recomendados por el fabricante. b) Comprobación de la respuesta (sensibilidad) Al menos debería consistir en la comprobación de respuesta (comprobación de campo) según lo descrito en el apartado 11.2.1, o bien la recalibración según el apartado 11.2.2. Cualquiera de estos consiste en: i) Asegurar que el equipo indica cero ante gas cero, si es necesario aislar temporalmente el elemento sensible. ii) Aplicar un gas de calibración conocido al cabezal del detector, siguiendo las instrucciones de fabricante. La diferencia entre la comprobación de campo y la recalibración está en que en el primero, se da cierta tolerancia en las medidas por parte de la persona que realiza la detección y que no se realiza el ajuste del equipo, aunque se puede permitir un ajuste del cero. Esta comprobación debería ser ejecutada en general por el operador.

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En el caso de una recalibración, se debería seguir una planificación regular y también realizarla en el caso de que los resultados en la comprobación de campo se encuentren fuera de los límites permitidos. La responsabilidad puede recaer en el personal de mantenimiento. c) Completar los registros de mantenimiento. Tómese como referencia el anexo D para un registro de mantenimiento típico. 11.3 Mantenimiento 11.3.1 Generalidades Las operaciones de mantenimiento no deberían comprometer la seguridad del área protegida. Los procedimientos de mantenimiento sólo deberían recaer en personal formado específicamente para la operación, mantenimiento y reparación de equipos de detección de gases inflamables. Si la instalación de mantenimiento no está convenientemente equipada y/o el personal cualificado no está disponible para llevar a cabo las comprobaciones recomendadas por el fabricante así como los procedimientos de mantenimiento, el usuario debería devolver el equipo al fabricante u otro servicio externo cualificado para su reparación. Se pueden solicitar al fabricante, las instrucciones completas y explicitas para la verificación y ensayo de los componentes reemplazables. Un listado de los repuestos adecuados se suministra con el manual de instrucciones. Tras la corrección de cualquier defecto (reparación o sustitución en estricto acuerdo con las instrucciones del fabricante), se debería realizar un ensayo completo en el taller de acuerdo a lo descrito en el apartado 11.8. 11.3.2 Equipos fijos La reparación o mantenimiento de equipos fijos (bien si incorporan sensores puntuales, sensores de camino abierto, una combinación de éstos o una línea de muestreo) debería realizarse siguiendo un procedimiento controlado. Los equipos defectuosos deberían retirarse fuera del área que está siendo protegida para su reparación en taller. Si no se puede proporcionar inmediatamente un equipo de repuesto, entonces se debería utilizar temporalmente un equipo transportable. 11.3.3 Equipos de detección de gas portátiles y transportables En equipos de detección de gas portátiles y transportables es importante tener en cuenta que todo el conjunto debería ser retirado a una zona no peligrosa para su reparación y ensayo. 11.3.4 Mantenimiento fuera de la zona, generalidades Las unidades defectuosas deberían ser: a) devueltas al fabricante; b) devueltas a un servicio técnico autorizado por el fabricante; c) reparadas en un taller especialmente instalado por el usuario para el mantenimiento de detectores de gas; o d) ser eliminadas permanentemente del servicio. 11.3.5 Procedimientos de mantenimiento 11.3.5.1 Generalidades Dada la variedad de equipos disponibles, para esta norma no se hace práctico el listado detallado de los pasos de cada operación de mantenimiento, reparación y calibración. Lo que sigue es un listado de los principales elementos que deberían incluir todos los procedimientos de mantenimiento.

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11.3.5.2 Procedimiento Si un equipo está en el taller para un mantenimiento programado, se debería realizar el procedimiento de mantenimiento completo. Si la causa de la devolución es un fallo especifico del equipo, se debería anotar la incidencia y solo realizar los necesarios ensayos de comprobación aplicables. Sin embargo, todos los equipos deberían seguir un ensayo de calibración completo antes de volver al servicio. 11.3.5.3 Registro Se debería revisar el historial de servicio previo del equipo en el registro de mantenimiento. En el anexo D se muestra un modelo típico de registro de mantenimiento del equipo. 11.3.5.4 Fallo Cuando se recepcione un equipo defectuoso, se debería determinar si la causa primaria de dicho defecto se encuentra en la alimentación (incluyendo cualquier estado de la regulación de la tensión o los cargadores de baterías proporcionados) antes de realizar cualquier otra actuación. 11.3.5.5 Sustitución / Reparación Tras comprobar la alimentación, el personal de reparación debería pasar a la comprobación de los sensores, dispositivos de lectura de los sistemas de flujo y los dispositivos de alarma – identificando y corrigiendo todas las deficiencias. Se deberían seguir las instrucciones del fabricante para decidir si sustituir un equipo o repararlo mediante la sustitución de un componente. En caso de sustitución, los repuestos deben cumplir las especificaciones y tolerancias de los componentes originales. 11.4 Sensores 11.4.1 Generalidades En función del tiempo transcurrido desde el último cambio del sensor, el entorno de uso previsto y la respuesta a la mezcla de gas durante la calibración, la buena práctica de mantenimiento sugiere que la revisión del sensor o su retirada del servicio se realicen en los intervalos recomendados por el fabricante. Se recomienda además que los sensores se revisen después de una exposición a altas concentraciones de un gas inflamable, tras un fuerte impacto, o después de una vibración mecánica. 11.4.2 Apagallamas Si hay un apagallamas instalado con el sensor, debería comprobarse si el sellado y ajuste son correctos y si hay signos de corrosión, suciedad o humedad. Para cualquier sustitución o limpieza necesarias se deberían seguir las instrucciones del fabricante. 11.5 Sistemas de aspiración Este apartado es de aplicación únicamente a los equipos que utilizan muestreo por aspiración. 11.5.1 Generalidades Se debe comprobar la existencia de fugas, obstrucciones y el correcto funcionamiento del sistema de aspiración tanto si es con pera de aspiración o por bomba eléctrica. Cualquier operación de limpieza, reparación o sustitución debería estar de acuerdo a las instrucciones del fabricante. Una causa de fuga puede ser la rotura o deterioro de los diafragmas de las bombas o los anillos de los pistones, en función del tipo de bomba. 11.5.2 Filtros, sifones y apagallamas Todos los montajes de filtros, sifones o apagallamas deberían ser vaciados, limpiados o sustituidos de acuerdo a las instrucciones del fabricante.

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11.5.3 Sistema de aspiración y cámara de muestra Se debería examinar el sistema de flujo y la cámara de muestra en busca de depósitos de material extraño; se deberían tomar medidas para prevenir acumulaciones futuras. 11.5.4 Conexiones de la aspiración Todas las conexiones del circuito de aspiración deben ser apretadas de acuerdo a las instrucciones del fabricante. 11.5.5 Partes móviles Todas las válvulas y partes móviles de las bombas deberían lubricarse sólo de acuerdo a las instrucciones del fabricante. NOTA En general no se deberían utilizar compuestos de silicona para este objetivo; se recomienda consultar al fabricante cualquier duda sobre la utilización de estos y otros compuestos.

11.5.6 Sistemas automáticos de muestreo y drenaje Los sistemas automáticos de muestreo y drenaje deberían ser ajustados para los valores correctos del flujo utilizando los equipos de ensayo recomendados. 11.5.7 Indicación de fallo Las señales de fallo por pérdida de flujo deberían ser comprobadas para una operación adecuada. 11.6 Dispositivos de lectura 11.6.1 Generalidades Si el equipo dispone de un medidor, realizar los siguientes procedimientos: a) inspeccionar el medidor buscando lentes rotas o agrietadas; b) inspeccionar los medidores analógicos en busca de defectos – por ejemplo agujas dobladas, diales sueltos, topes superior o inferior de escala flojos, etc.; c) inspeccionar los medidores digitales en busca de defectos – por ejemplo segmentos perdidos o decolorados, etc.; d) someter el medidor a otros ensayos eléctricos y mecánicos que el fabricante del equipo considere necesario para asegurar su buen funcionamiento. 11.6.2 Otras lecturas Otros tipos de lecturas (como por ejemplo, de estado sólido) y salidas (por ejemplo, alarmas) que pueden estar incorporadas deberían ser ensayadas (eléctricamente) en los puntos de test específicos de acuerdo a las instrucciones del fabricante. 11.7 Alarmas En caso de incorporación de alarmas, comprobar el funcionamiento adecuado de las mismas mediante la compensación del cero eléctrico (o bien mediante otros métodos recomendados por el fabricante) hasta que la alarma se inicie. Comprobar fallos (malfuncionamientos) en los circuitos desconectando componentes (u otras actuaciones recomendadas por el fabricante) para ver si se produce la actuación de la alarma de fallo.

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11.8 Ensayo de calibración en taller y equipamiento 11.8.1 Conjunto de calibración y equipamiento de ensayo Todas las mezclas de calibración y equipos de calibración asociados deberían tener las características apropiadas para asegurar resultados fiables. A continuación se listan algunos de los componentes esenciales de los equipos de calibración: a) Se necesita una mezcla de gas de calibración, en una botella bajo presión. En general, se busca que la respuesta se encuentre dentro del intervalo 25% a 90% del fondo de escala del detector. En general, la mezcla estará certificada o analizada con una exactitud de al menos ±5% de la concentración etiquetada. La botella puede estar especialmente tratada internamente si el gas de calibración se destina a calibrar simultáneamente un sensor de un gas inflamable y un sensor de un gas tóxico reactivo. b) En algunos casos, un equipo calibrado para un vapor inflamable no puede ser alimentado con facilidad con mezclas de calibración estables en la forma de botellas a presión o recipientes de baja presión. En estos casos, el fabricante debería proporcionar los datos de la respuesta relativa para permitir el empleo de gases más comunes disponibles para la calibración. c) Se precisa el montaje de un regulador apropiado para reducir la presión de la botella. Dependiendo del detector de gas a calibrar este reductor puede tener salidas de baja presión prefijada o ajustable. Sin embargo en muchos casos el gas de calibración tiene que ser suministrado al sensor sin presión, así que puede ser necesario el regulador u otro equipamiento para permitir ajustar el caudal al valor especificado por el fabricante del equipo. d) Para los equipos de aspiración los métodos tradicionales proporcionan gas a presión atmosférica, para simular un muestreo normal, utilizando globos hinchados con gases de calibración. Alternativamente un regulador elegido para proporcionar un flujo mayor al del aspirador dirigirá y habrá un tubo de escape a la atmósfera para el flujo excedente. El equipamiento más reciente tiene un regulador de caudal incorporado mencionado en el anterior punto c), de modo que entrega el gas que sea necesario si se aplica una ligera presión negativa a su salida. e) Para los equipos de difusión y algunos de aspiración, el regulador en c) se configura como un regulador de flujo, bien preajustado con o sin indicador de caudal, o ajustable y equipado con un caudalímetro. f) Para la conexión a equipos de aspiración es habitual que sea un tubo todo lo que se necesita. Sin embargo los tipos de equipos de difusión requieren adaptadores de calibración especiales. Estos son diseñados por el fabricante del detector de gas para asegurar que la mezcla de calibración rodea al(a los) sensor(es) y mantiene el aire ambiente fuera. Pero más importante es que mediante la combinación del diseño y el control del caudal designado, se consigue la misma respuesta en un ensayo que la que se produciría utilizando el mismo gas en su modo de difusión normal. g) Este sistema de calibración debería ser resistente a la absorción de la mezcla de calibración y también a la corrosión. Se puede necesitar el uso de materiales especiales, particularmente en el caso de sensores para gases tóxicos reactivos, tales como el H2S o el Cl2 incorporados al detector de gas inflamable. h) Algunos detectores portátiles modernos con microprocesadores internos y enlaces de datos han desarrollado equipos de calibración de gas con enlaces de datos capaces de producir informes de ensayos en un ordenador asociado, con software proporcionado por el vendedor o distribuidor. Esto también puede producir unas lecturas específicas basadas en los datos de respuesta relativa de tal manera que el equipo calibrado en una mezcla de metano y aire tendría una lectura nominal correcta por ejemplo para el pentano. j) En otros casos, particularmente equipos fijos, hay un controlador de mano con un enlace de datos capaz de comunicarse con el equipo y realizar los ajustes. k) En muchos de estos dos últimos casos, hay un programa que necesita una mezcla de calibración muy específica aplicada de una forma particular, especialmente en lo referente al flujo. A la vista de todas estas variables, al determinar el gas y el equipamiento necesarios para calibrar detectores tan sofisticados la primera, y quizás la única, elección debe ser el equipamiento recomendado por el vendedor para ese modelo particular de detector de gas.

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11.8.2 Realización de la calibración en el taller 11.8.2.1 Generalidades El equipo de calibración o conjunto de calibración debería elegirse como se indica en el apartado 11.8.1 de esta norma. 11.8.2.2 Mezcla de gas Todos los ensayos deberían realizarse de forma que se asegure la evacuación segura de las mezclas de calibración. 11.8.2.3 Estabilización Se debería esperar a que los equipos se estabilicen a la temperatura de operación y después se deberían ajustar los controles de acuerdo al manual de instrucciones. 11.8.2.4 Comprobación del cero Lo habitual es realizar una comprobación de cero utilizando aire fresco, o cuando no se pueda garantizar que el aire esté libre de contaminación, utilizando una botella de gas cero (normalmente aire seco), y el resto del equipo de calibración del apartado 11.8.1. 11.8.2.5 Calibración del intervalo de medida El sistema de calibración debería estar conectado al equipo y la lectura final del intervalo de medida apuntado. La calibración debería ajustarse, en caso necesario, de forma que la lectura de salida iguale la concentración de la mezcla de calibración, o a unas lecturas predeterminadas de antemano. En algunos casos, el procedimiento puede ser completamente automático. La mezcla de calibración debería ser eliminada, y se debería establecer que el equipo vuelve al cero. Puede ser necesario repetir este procedimiento si el cero y el intervalo de medida interactúan. 11.8.2.6 Verificación de alarmas Establecer que todas las alarmas actúan cuando se alcance el punto correspondiente. Se deberían seguir las recomendaciones del fabricante cuando se elija la mezcla de calibración para equipos con alarmas, ya que la concentración requerida normalmente es ligeramente mayor que la del punto de alarma (para garantizar una pronta actuación de la alarma). 11.8.2.7 Registros de mantenimiento El ensayo de calibración aquí descrito debe ser el último realizado antes de que el equipo abandone el taller. Se recomienda que los datos de calibración sean recogidos en el registro de mantenimiento del instrumento. El registro de mantenimiento del instrumento(o documento similar) debería actualizarse antes de devolver el equipo al servicio. Véase el anexo D como un modelo típico de registro de mantenimiento para detectores de gas inflamable.

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ANEXO A (Normativo) PRINCIPIOS DE MEDIDA

Los principios de medida de varios tipos de sensores se explicarán más adelante con más detalle que en el capítulo 5 para mejor provecho de ingenieros y encargados de selección, diseño e instalación así como a formadores. Este anexo proporciona las ventajas, aplicaciones comunes y limitaciones de nueve tipos genéricos de analizadores de gas. En las limitaciones se incluye el efecto de interferencia y las sustancias de causan pérdida de sensibilidad (venenos). Dada su naturaleza, los sensores catalíticos del capítulo A.1 y los analizadores de temperatura de llama del capítulo A.7 detectan los gases directamente por su combustión y por tanto no pueden detectar los que no son inflamables. El resto de los tipos descritos detectan indirectamente la presencia de gases inflamables y otros gases mediante la respuesta del sensor a otras propiedades del gas. Para la comodidad del lector, la tabla A.1 es una copia de la tabla 1 del capítulo 5 con las referencias modificadas para adecuarse a este anexo. Tabla A.1 − Resumen de los aparatos de detección de gas con diferentes principios de medida Sensor de Sensor conduc catalítico tividad térmica

Sensor infrarrojos

Sensor semiconductor

Sensor electroquímico

Detector Analizador de Detector de de foto ioniza- temperación de tura de ionización llama llama

Detector paramag nético de oxígeno

Detalles en el apartado

A.1

A.2

A.3

A.4

A.5

A.6

A.7

A.8

A.9

O2 necesario en la muestra de gas

Sí

No

No

(No)

(No)

(No)

Sí

No

No se aplica

Rangos de medida típicos ≤ LIE gases combustibles

(0) – 100%

0 – (100%) ≤ LIE

≤ LIE

≤ LIE

< LIE

< LIE

No se aplica

Rangos de medida típicos No se para el aplica oxígeno

No se aplica

0 – (100%)

No se aplica

0-25% No se (0-100%) aplica

No se aplica

No se aplica 0-100%

Gases combustibles no medibles

Grandes moléculas

Véase A.2

H2

(Véase A.4)

Alcanos

H2; CO

(Véase A.7)

Gases H2; CO; 5 combusCH4 IP > X tibles

Tiempo de respuesta relativo 1

Depende de la sustancia

Medio

(Bajo)

Depende de la Medio sustancia

Bajo

Bajo

Bajo

SO2; NOx; H2O

ClHCs3 Sustancia (Halones) Halones IP < X5

NO; NO2

(Sí)

No

Interferencia de gases no No combustibles 2 Venenos 2

CO2; (Sí) freones

Sí; (Halones4); No (H2S); Pb

No

SO2; NOx;

Sí; Halones4; (No) SO2

No

No

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Bajo a medio

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Sensor de Sensor conduc catalítico tividad térmica Gases externos requeridos

No

No

Sensor infrarrojos

No

Sensor semiconductor No

Sensor electroquímico

Detector Analizador de Detector de de foto ioniza- temperación de tura de ionización llama llama

Detector paramag nético de oxígeno

No

Sí

(Sí/No)

Sí

No

NOTA 1 Comparación cualitativa entre principios. Los valores no tienen en cuenta el tiempo de las líneas de aspiración. NOTA 2 Ejemplos comunes dados en la tabla. NOTA 3 Hidrocarburos clorados. NOTA 4 Componentes orgánicos halogenados o halógenos inorgánicos. NOTA 5 IP el potencial de ionización de la sustancia. X es el detector de la energía de la lámpara UV. (No), (Sí) para información de lo establecido entre paréntesis, ir al aparatado indicado.

A.1 Sensores catalíticos El principio de funcionamiento de los sensores catalíticos se basa en la oxidación del gas inflamable sobre la superficie de un catalizador calentado eléctricamente a una temperatura entre 450 ºC y 550 ºC generalmente. El catalizador tiene en general forma de un filamento de material catalítico o de una perla cerámica porosa impregnada con el material catalítico y rodeando a un filamento calefactor. Esta oxidación causa un incremento de temperatura medible del elemento sensible que es aproximadamente proporcional a la concentración del gas inflamable detectado. El circuito sensor normalmente se construye en forma de medio puente eléctrico con dos filamentos o perlas similares montados cerca uno de otro; uno de ellos será activo y el otro inactivo. El segundo, generalmente no catalítico actúa como referencia, de tal manera que los efectos de presión, temperatura y humedad pueden compensarse y no tener un efecto importante dentro del rango especificado. El cambio de la resistencia eléctrica en el sensor, se convierte entonces en la señal de salida, generalmente mediante la descompensación de un puente de Wheatstone o circuito similar. El hecho de que se produzca una reacción de oxidación significa que se produce un consumo de oxígeno y gas medido por el proceso y tienen que ser renovados continuamente y los productos de la combustión deben ser evacuados o bien en la corriente de la muestra aspirada o por un proceso de difusión. Se necesita una concentración suficiente de oxígeno en la atmósfera circundante, del orden del 10% o mayor para su funcionamiento. Dado que se necesita oxígeno, estos equipos deberían utilizarse sólo con concentraciones de gas de hasta el límite inferior de explosividad en atmósferas normales. El catalizador puede ser inhibido temporal o permanentemente por ciertos contaminantes, de tal forma que la respuesta ante el gas detectado baja o alcanza el cero. La inhibición permanente, conocida como envenenamiento catalítico, puede ser la consecuencia de la exposición a sustancias como silicona, tetraetilo de plomo, compuestos sulfurados, o compuestos orgánicos fosfatados, que bien dan lugar a una capa de productos de la combustión sobre el catalizador o a otro tipo de modificaciones de su superficie. En algunos casos puede causarse una inhibición temporal por ejemplo, por algunos hidrocarburos halogenados. Los sensores llamados "veneno resistentes" toleran dosis mucho más elevadas de estos contaminantes antes de sufrir la inhibición. Los sensores catalíticos, especialmente los de tipo "perla", son capaces de funcionar continuamente durante unos pocos años en ausencia de venenos importantes, sin embargo sufrirán deriva y pérdida de sensibilidad progresivas debido al envejecimiento y restos de venenos. Por esta razón se necesita una recalibración y comprobación regular de la respuesta, cuya frecuencia depende de la severidad de la aplicación.

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En la mayoría de los casos las envolventes del sensor incorporan un dispositivo metálico permeable que permite el paso del gas hacia el elemento sensible y asegura que si su concentración supera el LIE y comienza su ignición por los elementos calientes, ésta no se transmita fuera de dicha envolvente. Esta protección también es útil frente al polvo y el daño mecánico, así como contra las corrientes de aire. Un sensor catalítico puede utilizarse bien a) en modo de difusión; o bien b) en modo de aspiración (eléctrica o manual). A.1.1 Aplicaciones comunes Los sensores catalíticos son adecuados para: − la detección, en principio, de todos los gases inflamables, aunque con variaciones de sensibilidad; − la detección de mezclas de aire y gas hasta el límite inferior de explosividad (LIE). El tiempo de respuesta y la sensibilidad dependen del gas concreto que se mide. A mayor masa y tamaño molecular mayor será el tiempo de respuesta y, en general, menor será la sensibilidad. A.1.2 Limitaciones El sensor catalítico depende de la oxidación catalítica por su principio de funcionamiento y sólo funciona cuando hay suficiente oxígeno. En altas concentraciones de gases inflamables bastante por encima del LIE puede no haber suficiente oxígeno. Por tanto, este tipo de sensor solamente puede ser utilizado para la detección de mezclas de gas y aire de concentraciones de hasta el límite inferior de explosividad. ADVERTENCIA − Con concentraciones mayores al límite inferior de explosividad, un sensor catalítico puede indicar erróneamente que la concentración del gas inflamable está por debajo de este valor. Por tanto, los equipos que cumplen completamente con la Norma IEC 60079-29-1, o la anterior serie IEC 61779, que usen sensores catalíticos deben tener una indicación con bloqueo en caso de sobrepasar el rango de medida, que prevenga lecturas erróneas debido a esta limitación. Sin embargo los sensores independientes (caso de los transmisores de 4-20 mA) y otros más antiguos pueden no incorporar tales características de protección. El efecto de la velocidad del aire en los sistemas de difusión se reduce generalmente mediante la construcción mecánica del detector y utilizando un elemento metálico sinterizado permeable. Los cambios de presión, temperatura y humedad no tienen un efecto importante dentro del rango especificado. Sin embargo a menor nivel de alarma mayor será la importancia de las variaciones por la temperatura y otros factores medioambientales. Para prevenir falsas alarmas, se recomienda que el nivel de alarma no se fije por debajo del 5% del LIE para el metano, 10% LIE para el propano y butano y 20% del LIE para vapores de gasolina, siempre que se hayan tomado precauciones frente a la toxicidad en el último caso. Tras la exposición a concentraciones de gas que excedan del rango de medida o durante largos periodos, el sensor puede necesitar un tiempo de recuperación de varias horas o puede sufrir cambios irreversibles en su lectura del cero y su sensibilidad. Debido a las razones dadas en los tres párrafos anteriores, los sensores no son adecuados en aplicaciones de alta sensibilidad (por ejemplo, rangos mucho menores del 0 al 10% del LIE); situación en la que se amplificarían estos comportamientos no deseados.

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A.1.3 Interferencias El principio de medida generalmente no es selectivo ya que todos los gases inflamables (en aire) generan una señal. Hay una amplia variación en la sensibilidad a gases diferentes que no se correlaciona directamente con el valor LIE. Sin embargo, es posible utilizar la sensibilidad relativa verificada (suministrada por el fabricante) para el gas utilizado para calibrar el equipo. Si la atmósfera a monitorizar contiene gas(es) que diluyen o desplazan el aire, por ejemplo nitrógeno o dióxido de carbono, el sensor catalítico puede dar una respuesta débil o incluso nula. En atmósferas cargadas de humedad podemos encontrar el mismo problema, muy a menudo debido a la saturación en el apagallamas sinterizado por la condensación. Altas concentraciones de un gas inerte (por ejemplo, argón o helio) también pueden cambiar el equilibrio térmico del sensor dando lugar a una aparente lectura del gas combustible. A.1.4 Venenos Los sensores catalíticos son envenenados; muchos de los posibles venenos no están claramente presentes pero son ampliamente utilizados, necesitando, por tanto, una calibración y comprobación regulares. Esta inhibición puede ser permanente o temporal en función de la naturaleza del contaminante. La inhibición permanente, conocida como "envenenamiento catalítico" puede resultar de la exposición a las siguientes sustancias: − siliconas (ejemplos, colas, agentes libres, aceites especiales y grasas, y algunos productos médicos); − tetraetilo de plomo (ejemplos, gasolina con plomo, en particular el comestible de aviación "Avgas"); − compuestos sulfurados (ejemplos, dióxido de azufre, sulfuro de hidrógeno); − compuestos halogenados (ejemplos, algunos hidrocarburos halogenados); − compuestos orgánicos fosforados (ejemplos, herbicidas, insecticidas y ésteres fosfatados en fluidos hidráulicos ignífugos). En algunos casos, los hidrocarburos halogenados y los compuestos sulfurados pueden causar solo inhibiciones temporales. Los llamados sensores "veneno resistentes" pueden tolerar mayores dosis de estos contaminantes que los sensores tradicionales antes de experimentar la inhibición; aunque pueden ver alteradas sus otras propiedades (por ejemplo, pueden tener una velocidad de respuesta y sensibilidad reducidas). Aquellos que no son "resistentes al veneno", en algunos casos pueden estar protegidos contra la mayor parte de los venenos mediante el empleo de filtros de carbón activo o de otro tipo. Sin embargo, estos filtros deberían utilizarse con mucha precaución ya que mientras que pueden ofrecer una protección excelente frente a los contaminantes, los filtros de carbono en particular, reducen la sensibilidad, e incluso pueden impedir la detección de hidrocarburos pesados. También pueden incrementar considerablemente los tiempos de respuesta para sustancias distintas al metano e hidrógeno, limitando su aplicación efectiva frente a estos gases. Los filtros tienen un tiempo de vida limitado y por tanto necesitan reposición. Su funcionalidad también puede ser afectada por el grado de humedad en la atmósfera. Una técnica alternativa utilizada algunas veces para reducir los efectos de los venenos es el funcionamiento eléctrico del sensor en modo intermitente. Esta técnica también puede ser utilizada para reducir el consumo de batería. Sin embargo, hay circunstancias en las que tales sensores pueden dar una respuesta falsa, por ejemplo cuando son expuestos repentinamente a altas concentraciones de gas durante el ciclo de corte de alimentación. Es necesario un particular cuidado cuando se utilicen equipos portátiles en la detección de fugas o en operaciones similares.

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El efecto del envenenamiento depende del veneno en sí mismo, del gas que vaya a ser medido y del diseño del sensor. Deberían seguirse las recomendaciones del fabricante en cuanto a cuáles son los contaminantes que pueden envenenar el catalizador y como se puede proteger el sensor. A.2 Sensores de conductividad térmica El principio de funcionamiento de los sensores de conductividad térmica se basa en la pérdida de calor por conducción (y a veces también por convección) de un elemento resistivo calentado eléctricamente (por ejemplo, un filamento, una perla o una fina película resistiva) situado en una corriente de gas de muestra con caudal constante, o en una cámara de difusión. Se requiere una temperatura mucho menor en este tipo de sensor que en los catalíticos. Por tanto la vida del sensor es prácticamente indefinida en ausencia de corrosión o contaminación. La muestra no se consume o altera por el sensor, y no requiere oxígeno. Por tanto, la lectura puede incluso ser tomada sin flujo. La temperatura del elemento, que determina su resistencia eléctrica, se determina mediante la pérdida de calor al gas del entorno y depende de la masa molecular y de otras propiedades físicas de la molécula. Cuando hay un cambio de la composición del gas cambia la temperatura del filamento y en consecuencia su resistencia eléctrica que es entonces determinada de una forma similar a los sensores catalíticos (véase el capítulo A.1). Habitualmente hay un elemento de compensación en una corriente de un gas de referencia, o en un gas de referencia confinado, para eliminar la influencia de las fluctuaciones de temperatura externas. Este tipo de sensor es adecuado para monitorizar aquellos gases cuya conductividad térmica en la gama de detección deseada difiera mucho de la del ambiente de referencia (generalmente aire). Sin embargo, las tablas de conductividad térmica publicadas pueden ser engañosas ya que hay otros factores como la convección o el desplazamiento de masa que también tienen influencia sobre la sensibilidad del sensor. Esto limita la técnica a concentraciones relativamente altas, generalmente por encima del límite inferior de explosividad. Los equipos que incorporan sensores de conductividad térmica no deberían utilizarse para medir concentraciones de gas inferiores al LIE excepto en el caso de gases como el hidrógeno para el que tales sensores son especialmente sensibles. La respuesta a una mezcla de gas es indeterminada a menos que se conozcan las proporciones de todos los gases que la componen, incluyendo los gases cuya detección no se requiera. En el peor de los casos, una mezcla de gases de alta y baja conductividad térmica, causada por ejemplo por una variación del propio gas de base, podría anular la respuesta del gas a detectar. A.2.1 Aplicaciones comunes Estos sensores no necesitan oxígeno para su funcionamiento y son capaces de medir concentraciones de gas que alcanzan el 100% v/v. Los equipos pueden calibrarse a cualquier rango adecuado hasta el 100% del gas nominal en un gas de base determinado. Estos sensores son adecuados para la detección de gases individuales de alta o baja conductividad en relación con el aire, cuando éste sea el ambiente de referencia. Normalmente los gases de alta conductividad (hidrógeno, helio y neón) tienen una buena sensibilidad en el aire y la sensibilidad para el metano es por lo general aceptable. A menudo, la sensibilidad está limitada y el límite mínimo de detección práctica puede superar el LIE a menos que la conductividad térmica del gas sea suficientemente diferente de la del aire.

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Una aplicación especial es la purga de los tanques de gases licuados de petróleo con gas inerte CO2/N2. Cuando la conductividad térmica se combina con la convección es posible producir sensores que son ampliamente independientes de una gama de gases de base (aire, nitrógeno y ciertos gases inertes basados en el dióxido de carbono/nitrógeno). Al mismo tiempo su respuesta tendrá al menos una sensibilidad comparable a una gama de hidrocarburos ligeros, desde el metano al pentano, aunque los datos de conductividad térmica en sí mismos podrían indicar que esto no es posible. A.2.2 Limitaciones La técnica se limita a aplicaciones en las que las variaciones previstas del gas de base tienen un efecto insignificante cuando se compara con la respuesta del gas o gases a detectar en la gama pretendida. Los sensores no son selectivos para gases individuales. Responderán a todos los gases sean inflamables o no. Las conductividades térmicas de los gases inflamables difieren ampliamente. Los más ligeros (metano e hidrógeno) son más conductivos que el aire mientras que los más pesados (hidrocarburos distintos al metano) son menos conductivos. La respuesta a una mezcla es por tanto indeterminada a menos que se conozcan las proporciones de todos los gases constituyentes de la mezcla. En el peor de los casos, en una mezcla de gases de alta y baja conductividad, éstos pueden anularse entre ellos y dar lugar a una respuesta del equipo nula. También se pueden producir errores cuando: a) se usa un sensor de conductividad térmica sensible al flujo y la muestra no tiene un flujo estable o cuando no se mantienen las condiciones de flujo indicadas en las instrucciones del fabricante; b) hay variaciones en la temperatura ambiente sin un control de compensación de temperatura por parte del sensor; c) el equipo se utiliza en una orientación inadecuada, especialmente si es del tipo que utiliza la convección además de la conductividad. A.2.3 Interferencias Si el equipo se expone a, o se usa para intentar detectar, gases para los que no está calibrado se producirán interferencias o errores. Si hay gases no esperados, sean inflamables o no, con conductividades térmicas diferentes al base, pueden afectar la conductividad resultante en cualquier dirección, de forma que la señal dada por el equipo puede acabar siendo cero. Una interferencia específica en muchos casos es el vapor de agua, dado que puede ser altamente variable, especialmente en climas cálidos.. En las aplicaciones de alta sensibilidad la señal debida a las variaciones de vapor de agua puede ser suficiente para que el equipo requiera un acondicionamiento del muestreo. A.2.4 Venenos No se conocen efectos de envenenamiento. A.3 Sensores de infrarrojos El principio de funcionamiento de los sensores ópticos se basa en la absorción de energía de un haz de luz, en la zona ultravioleta, visible o infrarroja del espectro, por las moléculas del gas detectado. La mayoría de los equipos actuales operan dentro del espectro de infrarrojos (IR). La mayoría de gases absorben energía infrarroja. Las excepciones son los gases monoatómicos (por ejemplo, helio, neón y argón) y gases diatómicos simétricos (por ejemplo, hidrógeno y nitrógeno). El oxígeno es distinto porque tiene una absorción débil a la longitud de onda que normalmente se utiliza para la detección de cualquier otro gas. Todos los demás gases absorberán energía infrarroja, en mayor o menor medida, en sus propias bandas de longitud de onda que son características de los tipos de sus enlaces químicos. La selección de las bandas apropiadas para la detección en un equipo proporciona un mecanismo para conseguir la selectividad.

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Este principio de medida es por tanto de gran uso en la detección de muchos otros gases en aire, ya que los tres mayores componentes del aire seco, nitrógeno, oxígeno y argón, tienen un efecto insignificante tanto en la lectura del cero como en el fondo de escala en la banda de longitudes de onda habitualmente utilizada. Las bandas de longitudes de onda características son similares para familias de compuestos. Por ejemplo hay bandas características de hidrocarburos y de muchos otros compuestos orgánicos que son particularmente útiles para la detección de gases inflamables, ya que los equipos que seleccionan estas pueden detectar todos estos compuestos con sensibilidades variables. Sin embargo hay muchos casos donde hay un solapamiento de las bandas de absorción de compuestos no inflamable y otras sustancias cuya detección puede no ser necesaria, siendo los más comunes el agua y el dióxido de carbono. Si estas longitudes de onda que se solapan no se pueden filtrar adecuadamente en el equipo habrá interferencia de estas sustancias. Los sensores de infrarrojos no consumen la muestra, y no requieren oxígeno para su funcionamiento. Son ampliamente estables frente al flujo de la muestra. La vida esperada del sensor es larga en ausencia de corrosión, contaminación o daño mecánico. Debido a la gran variedad de métodos de construcción, que pueden combinarse parcialmente, es virtualmente imposible reunir las propiedades ópticas para la detección por infrarrojos de gases combustibles. Sin embargo, sus principales características se citan a continuación. La luz de una fuente pasa a lo largo de un camino óptico y, tras el filtrado, alcanza un detector óptico. La fuente de luz puede ser una bombilla (tungsteno) o un diodo emisor de luz (LED) habitualmente emitiendo cerca de la región del infrarrojo. La cámara óptica tendrá en general una longitud corta. Sin embargo, la cámara óptica puede ser mayor de 30 cm en longitud, en cuyo caso requerirá un flujo homogéneo a través del camino óptico completo para un adecuado porcentaje del LIE en la salida de la indicación de gas. Puede ser abierto (o casi abierto, protegido por una barrera de difusión) o estar en una celda sellada con gas interno y externo. También puede haber una cámara de referencia. El filtrado de la luz se realiza bien mediante la instalación periódica de filtros en el camino óptico o utilizando filtros fijos que comparten partes del camino. Los filtros pueden ser de material óptico sólido con material paso alto, paso bajo o paso banda. También pueden ser células selladas con ventanas ópticas que contienen altas concentraciones de los gases esperados en la muestra y más probables de interferir con el gas a medir, lo que anulará las bandas de interferencia. Con frecuencia, el haz de luz se interrumpe para que el detector funcione con una señal modulada. Las longitudes de onda de referencia se localizan en regiones donde no se espera que haya atenuación de la transmisión. Los detectores pueden ser fotodiodos, foto multiplicadores, fotorresistencias, células fotoeléctricas de vacío, células de semiconductores, detectores óptico-acústicos, sistemas capacitivos opto-térmicos (generalmente con filtrado negativo), detectores piroeléctricos, etc. Se pueden insertar fibras ópticas al final de la trayectoria óptica para prevenir daño o corrosión en las partes ópticas sensoras y para facilitar la protección contra la ignición por parte de los componentes ópticos o eléctricos del equipo. Los equipos de detección con sensores infrarrojos pueden tener varios diseños que se pueden clasificar en los siguientes: a) analizadores especialmente adaptados con sistemas de muestreo; b) equipos de detección puntual, con sistema integrado de detección por infrarrojos adecuados para su instalación en atmósferas potencialmente explosivas; pueden tener células cerradas con bombas internas o pantallas de difusión o ser de camino abierto con longitud fija en la atmósfera; c) tubos conductores de luz – por ejemplo un cable de fibra óptica que orienta la fuente de infrarrojos desde una unidad de control a una célula sensor en una localización remota. Este principio de funcionamiento permite la inclusión en este tipo de equipos de la función de autodiagnóstico para verificar la respuesta al gas. Entre otras ventajas incluyen:

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a) capacidad de alta estabilidad; b) no ambigüedad en concentraciones superiores al LIE; c) inmunidad a venenos; d) mantenimiento reducido a través de la autodiagnosis. La calibración automática, capacidades de comprobación de malfuncionamiento de la fuente de infrarrojos y compensación por acumulación de suciedad en los elementos ópticos, pueden extender los periodos de actividad entre servicios. Sin embargo debería dedicarse una consideración especial a la obstrucción de los filtros de protección en la línea del gas ya que no suele ser detectado por la autodiagnosis. NOTA Los equipos de detección de radiación infrarroja de camino abierto, que funcionan sobre una línea de visión a través de un espacio, difieren de los otros tipos indicados en esta norma en que en estos no se mide la concentración de gas en un punto concreto, sino que mide la concentración de gas a lo largo de todo el haz. Por tanto es capaz de detectar la presencia de gas sobre una zona mayor que los otros tipos. Sin embargo, no es capaz de distinguir la presencia de una alta concentración de gas en un corto tramo del haz y una baja concentración que ocupa una mayor longitud del mismo, y por tanto no cumple con la Norma IEC 60079-29-1.

A.3.1 Aplicaciones comunes Los sensores de infrarrojos se calibran para detectar un gas particular o en algunos casos, una gama de gases. No serán detectados aquellos gases cuya banda de absorción de infrarrojos esté fuera del ancho de banda con el que se haya calibrado el equipo. Por tanto estos equipos solamente deberían ser utilizados para detectar aquellas mezclas de gases para las que se hayan calibrado. Los detectores de infrarrojos no pueden responder al hidrógeno. Sin embargo pueden ser utilizados para la detección de la mayoría de los otros gases inflamables en cualquier rango de concentración desde unos pocos cientos de partes por millón hasta el 100% v/v del gas. Cuanto más larga sea la línea óptica mayor será la sensibilidad. Tras una buena selección de la longitud de onda y la longitud de la línea óptica se puede conseguir un equipo para: − medir la cantidad total de hidrocarburos, a menudo utilizando la banda asociada al rango de la transición vibracional de C-H (unos 3,3 μm); − medida selectiva de un único componente de una mezcla; − medida de concentraciones del orden de ppm; − medida de concentraciones de hasta el 100% v/v de gases inflamables; − medida de hasta el 100% v/v en volumen. El rango de medida y la funcionalidad deben elegirse para cada aplicación. A.3.2 Limitaciones Estos sensores no detectan hidrógeno. El tiempo de respuesta del equipo está limitado por el tiempo necesario para que la concentración en la trayectoria óptica se iguale a la del ambiente exterior. Este puede ser rápido particularmente en equipos de aspiración. Sin embargo, en la práctica, si se utilizan envolventes de protección, filtros y barreras hidrófobas, donde sean aplicables, se limitará el tiempo de respuesta alcanzable. Las variaciones de presión no afectan la lectura del gas cero, pero la sensibilidad normalmente es proporcional a la presión parcial. Ya que el detector es sensible a la presión, se debe tener especial cuidado en prevenir la alteración de la presión de salida del gas del equipo, véase el manual de instrucciones.

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Algunos tipos de sensores que trabajan con rayos infrarrojos intermitentes o principios fotoacústicos son susceptibles a las vibraciones. Algunos tipos de sensores de infrarrojos, particularmente los diseños para camino abierto son sensibles a los desalineamientos causados por impactos y vibraciones. Los efectos de la temperatura generalmente son pequeños, pero pueden incrementar o disminuir la señal. A.3.3 Interferencias Otros compuestos (combustibles o no combustibles) pueden generar una señal. Es muy probable que se den errores importantes en algunos detectores debido a la interferencia de otros gases como el dióxido de carbono. Las variaciones de la concentración de vapor de agua en el gas base pueden interferir en muchas aplicaciones, incluyendo los detectores de gases inflamables por infrarrojos de propósito general. Sin embargo los equipos destinados a esta aplicación que cumplan con los requisitos de la Norma IEC 60079-29-1 sufrirán una interferencia mínima con el agua. Los contaminantes sólidos y líquidos también absorben energía infrarroja, causando interferencias y pérdida de sensibilidad. Es importante evitar la contaminación de los elementos ópticos (ventanas y espejos) bien por condensación o bien por partículas. Cuando se empleen filtros de partículas para mantener la limpieza de los componentes ópticos pueden acabar obturados en condiciones de mucha suciedad. A.3.4 Venenos No se conocen efectos de envenenamiento. A.4 Sensores semiconductores El principio de funcionamiento de los sensores semiconductores se basa en los cambios de la conductancia eléctrica causada por adsorción química sobre la superficie de un elemento sensible caliente cuando se expone a un gas distinto del aire. La concentración de gas se obtiene midiendo los cambios de su resistencia. El material semiconductor suele ser un óxido metálico, a menudo sobre una base de óxido de estaño. Se calienta eléctricamente hasta unos cientos de grados Celsius. Los electrodos son implantados sobre la superficie o montados de otra manera. Los sensores son utilizados en la detección de gases a cualquier concentración, sin embargo, tienden a tener una respuesta no lineal decreciendo la sensibilidad conforme aumenta la concentración. En muchos casos, los sensores semiconductores necesitan oxígeno para funcionar, y los cambios de humedad y de concentración de oxígeno pueden afectar a su respuesta. Algunos semiconductores también responden a sustancias distintas de los gases inflamables y vapores, siendo en general inespecíficas y susceptibles a las interferencias. Tienen grandes diferencias en los factores respuesta para los gases combustibles. Detectan hidrógeno con una alta sensibilidad, mientras que pueden dar una señal negativa para algunos gases (por ejemplo NO2), así que con otros gases debe ser investigada para cada aplicación en particular. En consecuencia este tipo de sensor se utiliza normalmente para la detección a bajo coste de un gas concreto a un rango dado de concentraciones y bajo unas condiciones determinadas. Los tiempos de respuesta dependen de las propiedades de fabricación del elemento sensible, la concentración del gas medido y del sistema de transporte de gas al sensor (la mayor parte por difusión, aunque también puede utilizarse la aspiración).

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A.4.1 Aplicaciones comunes Los sensores semiconductores pueden ser utilizados para la detección de gases en un amplio rango de concentraciones, incluyendo muy bajas concentraciones; sin embargo, tienen una respuesta no lineal. Son adecuados para la detección de fugas, incluso a muy bajas concentraciones, y para equipos de solo alarma. A.4.2 Limitaciones Los sensores semiconductores para gases inflamables son generalmente no específicos, vulnerables a los cambios de humedad y a gases interferentes, y pueden tener derivas tanto del cero como de la amplitud de medida. Algunos gases, por ejemplo el NO2, producen señales negativas. NOTA Normalmente el fabricante aportará una guía de las sustancias que inhibirán el funcionamiento del sensor o que produzcan falsas indicaciones.

Los sensores nuevos pueden necesitar un largo "tiempo de adaptación" (semanas) para la estabilización del cero y de la sensibilidad antes de la calibración. Este preacondicionamiento debería ser realizado por el fabricante. Se pueden necesitar posteriores preacondicionamientos tras largos periodos sin alimentación (mayores de un día). Tras la exposición a concentraciones de gas excesivas respecto al rango de medida, el sensor puede necesitar un tiempo de recuperación de varias horas, o puede sufrir cambios irreversibles tanto de su lectura cero como de su sensibilidad. A.4.3 Interferencias El principio de medida no es selectivo, los gases no combustibles pueden generar una señal positiva o negativa. Hay una amplia variación de sensibilidad entre sensores del mismo tipo a gases concretos y además, la sensibilidad relativa a estos gases puede variar significativamente de un sensor a otro. En general, hay una muy amplia variación de la sensibilidad a gases diferentes que no puede correlacionarse directamente al LIE. Consultar el manual de instrucciones. Las variaciones en la concentración de oxígeno, temperatura, humedad o velocidad del aire pueden tener una fuerte influencia en la sensibilidad. Consultar el manual de instrucciones. A.4.4 Venenos La sensibilidad puede verse muy afectada (generalmente decrecerá, pero en algunos casos aumentará) por concentraciones de venenos mayores que aquellas que afectan a los sensores catalíticos. Entre tales venenos están: − compuestos ácidos o básicos; − siliconas; − tetraetilo de plomo; − compuestos de azufre; − cianuros; − compuestos halogenados. La guía del fabricante debería indicar los venenos que afectan la sensibilidad del sensor y cómo puede ser protegido.

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A.5 Sensores electroquímicos El principio de funcionamiento de los sensores electroquímicos se basa en el cambio de los parámetros eléctricos de unos electrodos en contacto con un electrolito ante la presencia de un gas específico. El cambio en los parámetros eléctricos se produce debido a una reacción de oxidación/reducción (redox) entre el gas a medir y la superficie del electrodo. Los electrodos y el electrolito normalmente se confinan en una célula con una membrana semipermeable que permite la difusión a través de ella de las moléculas de todos los tipos de gas hasta la superficie de separación electrodo-electrolito. En muchos casos se deposita una capa de un metal precioso o semiprecioso en el interior de esta membrana y forma el electrodo al que las moléculas del gas a detectar reaccionaran. Los electrodos pueden estar cubiertos con una capa activadora que es responsable de la reacción. Dentro de la célula se encuentran al menos uno de los electrodos y el electrolito. Las variaciones en los materiales del electrodo y del electrolito, si se aplica una tensión de polarización continuamente, y la forma precisa en la que los electrodos se emplean en el circuito, se utilizan para obtener la sensibilidad específica a los diferentes gases. Algunos sensores electroquímicos pueden utilizar una reacción previa adicional, cuyos productos dan lugar a una reacción electroquímica en la superficie de contacto entre electrodo y electrolito. Normalmente el gas a detectar se consume por la reacción redox, y los productos de la reacción normalmente se transportan a través de la célula hasta el electrodo contrario. Dado que en el electrodo sólo se pueden consumir pequeñas cantidades de gas, la difusión puede limitarse adicionalmente mediante sistemas de apertura o capilaridad para prevenir la sobrecarga del sistema. Los electrodos o el electrolito pueden modificarse gradualmente o consumirse por los gases reactivos. Los sensores requieren recalibraciones a intervalos adecuados para corregir las derivas del cero y la sensibilidad, y finalmente requieren su sustitución. Los tiempos de vida típicos en condiciones favorables suelen superar los dos años. Su tiempo de respuesta y de recuperación t(90) son comparativamente largos (en general mayores a 30 s), especialmente tras la sobrecarga y al final de su vida. Suelen tener límites a baja temperatura y baja humedad de funcionamiento. A.5.1 Aplicaciones comunes Las células electroquímicas son compactas, requieren poca potencia de alimentación, y tiene una alta sensibilidad a ciertos gases. No hay células electroquímicas disponibles para detectar la mayoría de los hidrocarburos (alcanos, metano, etano, propano, etc.). Sin embargo, hay un número limitado de aplicaciones de este tipo de sensores en la prevención de explosiones. Son adecuados para la medida de concentraciones de hidrógeno o monóxido de carbono hasta el LIE, así como oxígeno hasta el 25% v/v. También hay sensores disponibles para el 100% (v/v de oxígeno). Además, estos sensores se utilizan comúnmente para medir concentraciones por debajo del orden de partes por millón, por ejemplo en la detección de fugas y detección personal para muchos gases tóxicos (al contrario de vapores), tales como H2S, CO, HCN, NH3, PH3, SO2, NO, NO2 y óxido de etileno. Aunque sean específicos para un gas determinado, pueden detectar otros gases interferentes. Los equipos portátiles para la detección de gases inflamables, que utilizan otros tipos de sensores descritos en esta norma para el rango de LIE del 0-100%, frecuentemente tienen tales sensores electroquímicos para gases tóxicos y sensores electroquímicos de oxígeno ajustados en una configuración multigas.

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A.5.2 Limitaciones Se producen pérdidas temporales de sensibilidad cuando se mueve un sensor de un entorno frío a un ambiente cálido y húmedo debido a condensaciones de agua sobre la membrana produciendo su bloqueo parcial. Esta situación es particularmente notable en sensores de oxígeno donde la lectura normal de casi 21% puede caer y generar una alarma de varios minutos. La contaminación por líquidos no volátiles o sólidos adhesivos puede tener un efecto similar, aunque en este caso permanente. En función del sensor, puede necesitarse oxígeno para la reacción electroquímica. En tal caso el oxígeno disuelto en el electrolito tendrá corta duración, pero no es posible la operación prolongada en ambientes sin oxígeno. El electrolito o uno o más de los electrodos suelen limitar la vida del sensor. La sensibilidad suele disminuir con el tiempo, lo que requiere recalibraciones periódicas o comprobación de la respuesta. En función del tipo de sensor y del gas a medir, el sensor puede sufrir la reducción de su vida o una caída en la respuesta debida a una sobrecarga de gas. Esto puede suceder particularmente con sensores de oxígeno utilizados en altas concentraciones del mismo, donde un electrodo de plomo se consume proporcionalmente a la exposición al oxígeno. La vida de muchos tipos de sensores también depende de la dosis de otros gases debido al consumo del electrolito. En particular, altas concentraciones de dióxido de carbono pueden dar lugar a la perdida de la sensibilidad y acortar la vida del electrolito en ciertos sensores de oxígeno. En muchos casos la influencia de la temperatura sobre la sensibilidad del sensor es bien conocida y reproducible. Por tanto el equipo puede tener compensación electrónica de la temperatura. La baja temperatura o humedad puede reducir la sensibilidad e incrementar el tiempo de respuesta del sensor. El funcionamiento prolongado en un ambiente de muy baja humedad puede secar el electrolito. Sin embargo, algunos sensores tienen un depósito de material para mantener la humedad con el objetivo de evitar este efecto. Las propiedades del electrolito limitan la temperatura mínima de funcionamiento (y en algunos casos la máxima), véase el manual de instrucciones. La mínima habitual es -15 ºC para evitar el riesgo de congelación. El tiempo de respuesta y el de recuperación t(90) son comparativamente largos, normalmente superiores o iguales a 30 s. A.5.3 Interferencias Las células electroquímicas pueden reaccionar a otros gases con un cambio de señal tanto positivo como negativo. Con la excepción de los sensores de oxígeno, la sensibilidad a interferencias puede ser en algunos casos mayor que la del gas a medir; se remite al manual de instrucciones. Para algunos tipos de sensores electroquímicos la sensibilidad es proporcional a la presión atmosférica. Otros tipos de sensores se ven afectados o dañados por picos de presión; se remite al manual de instrucciones Los sensores de oxígeno tienen una interferencia particular debida a su empleo en mezclas sin aire o en muy altas concentraciones de gases combustibles, como cuando: − el peso molecular del gas en el que se mide el oxígeno puede tener una fuerte influencia en la sensibilidad del sensor. En estos casos, la calibración debería realizarse utilizando una concentración fija de oxígeno en el mismo gas; − hay altas concentraciones de disolventes orgánicos que reaccionan con el electrolito y pueden reducir la vida del sensor.

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A.5.4 Venenos El electrolito o el electrodo pueden verse afectados por otros gases dando lugar a una pérdida de sensibilidad, véase el manual de instrucciones. Aparte de la contaminación como se trató anteriormente, la entrada de gas al sensor o la membrana pueden reducirse gradualmente o incluso bloquearse por los productos de la reacción, por ejemplo, de la hidrólisis de compuestos halogenados como el trifluoruro de boro (BF3), tetracloruro de silicio (SiCl4), etc. Como se ha mencionado, algunos sensores de oxígeno pueden perder su sensibilidad debido a altas concentraciones de CO2 en la atmósfera que reaccionen con su electrolito. A.6 Detectores de ionización de llama (FID, Flame Ionization Detectors) El principio de funcionamiento de estos detectores se basa en la ionización (carga eléctrica) de compuestos orgánicos a medida que se queman en un detector con una llama interna de hidrógeno. La nube iónica así formada migra bajo un gradiente de potencial de unos cientos de voltios mantenido entre electrodos en la cámara de combustión. El resultado es una muy baja corriente eléctrica proporcional a la concentración de gas/vapor en la corriente de gas, la cual es entonces amplificada. Este tipo de detector tiene una excelente linealidad en un rango de hasta varias décadas, desde bajas concentraciones (de partes por millón) hasta el límite inferior de explosividad. Una llama de hidrógeno puro (y aire) produce un número de iones despreciable, dando una corriente de base de menos de 0,1 pA. Esto permite la medida de flujos másicos de compuestos orgánicos de 10 pg/s hasta 15 pg/s. Un electrodo suele ser el propio inyector miniatura de la llama y es negativo. El electrodo positivo es cilíndrico o anular, localizado cerca y rodeando la llama. Dentro del detector se tiene que disponer de una fuente de ignición (chispa o resistencia incandescente) El flujo de hidrógeno normalmente se controla a unas pocas decenas de milímetros por minuto. No debería contener compuestos orgánicos ni otros contaminantes pero puede contener ciertas cantidades de gases como nitrógeno, oxígeno, vapor de agua, etc. En muchos casos la muestra se controla a un flujo de unos pocos milímetros por minuto. Su gas de base no tiene por qué ser aire, y se mezcla con el hidrógeno justo antes de generar la llama. El aire para la combustión, normalmente a un caudal de 100 ml/min o más, se alimenta generalmente a través de una ranura anular en la cámara de combustión. Si la muestra se mezcla con el hidrógeno de la forma mencionada anteriormente, este aire debería estar libre de contaminantes orgánicos. De otra manera, en dispositivos portátiles o transportables más simples destinados a la detección de bajas concentraciones de gases orgánicos en aire, este flujo puede ser de la propia muestra de aire, eliminando la necesidad de una fuente de aire independiente. Todos los flujos de gas deberían mantenerse constantes en los niveles óptimos y la temperatura de la cámara de combustión debería estar estabilizada. El tiempo de respuesta de un detector de ionización de llama está determinado principalmente por el tiempo de alimentación de la muestra a la llama; se pueden obtener tiempos de respuesta inferiores a un segundo. El proceso de ionización en la llama depende del tipo de átomos y su estado de oxidación. Como regla empírica los enlaces C-H, los enlaces C-C insaturados y los enlaces C-halógeno se ionizan y son medibles. En hidrocarburos la respuesta es aproximadamente proporcional al carbono total.

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Por tanto las respuestas relativas de distintos hidrocarburos expresadas en fracciones molares son aproximadamente proporcionales al número de átomos de carbono en sus moléculas. Sin embargo en el caso de compuestos oxigenados, la respuesta relativa se modifica: los enlaces C-O no producen iones detectables. El número aparente de átomos de carbono necesarios para calcular la señal tiene que reducirse a la mitad por cada átomo de oxígeno en la molécula. Por ejemplo, el ácido fórmico HCOOH no da respuesta (1 átomo de carbono menos medio por cada átomo de oxígeno es igual a cero). Este efecto reduce la respuesta empírica si el detector de ionización de llama se utiliza como analizador de carbono total. Sin embargo, hay mayores desviaciones de la regla empírica para factores de respuesta en el rango de 1:3 a más de 3:1 en comparación con el metano. Los factores de respuesta también dependen de la construcción de la célula de combustión, flujo de gas y otros parámetros eléctricos, si la muestra se añade al hidrógeno o se utiliza como gas de combustión, y la elección del gas portador. Los gases poco comunes e inertes, óxidos de nitrógeno, halógenos, nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono, tetracloruro de carbono y el agua no dan respuesta. Se debe tener especial cuidado si hay moléculas de silicona en el gas de muestra, porque se puede formar una capa de silicona que aísla el electrodo, que puede inhibir el transporte de iones o causar problemas de aislamiento y de ahí una reducción en la señal del detector. A.6.1 Aplicaciones comunes Este tipo de sensor se utiliza cuando interesa obtener una alta sensibilidad, amplio rango de medida, baja incertidumbre en la medida, resistencia a los venenos y un tiempo de respuesta rápido. El sensor es adecuado para rangos de medida que van desde partes por millón hasta el LIE e incluso mayores. Casi todos los compuestos orgánicos, la mayoría de ellos inflamables, generan una señal. Las excepciones notables son el formaldehído y el ácido fórmico, que no dan respuesta. Este tipo de sensor es adecuado para la medida de gas a elevada temperatura. A.6.2 Limitaciones El principio de funcionamiento no es selectivo porque generalmente todos los compuestos orgánicos generan una señal. Si se espera la presencia de varios gases en el lugar a controlar, debería calibrarse el sensor para el gas al que sea menos sensible. Sin embargo, dentro de ciertos límites, se pueden calcular las respuestas relativas mejor que con otras técnicas. Aparte de las pocas excepciones orgánicas antes mencionadas, estos sensores tampoco son adecuados para gases inflamables inorgánicos: hidrógeno, monóxido de carbono, amoniaco, disulfuro de carbono, sulfuro de hidrógeno y cianuro de hidrógeno. Los sensores también detectan algunos compuestos orgánicos que no son inflamables. Para la combustión se necesitan gases externos: hidrógeno y (normalmente) aire sintético. Sin embargo en algunos casos puede ser usada la propia muestra como aire de combustión. La señal depende críticamente del caudal de hidrógeno y de la muestra, y menos del aire de combustión. Por tanto la presión de la muestra de gas, aire y gas inflamable deberían mantenerse constantes; sin embargo debería considerarse que el apagallamas utilizado en la línea de muestreo puede ensuciarse lo que dificulta el mantenimiento de ese flujo constante. A.6.3 Interferencias Los hidrocarburos halogenados reducen la respuesta cuando el equipo se calibra para la medida del contenido total de carbono en la mezcla de gas. El sensor no puede ser utilizado para altas concentraciones de gases que lleguen a extinguir la llama como es el caso de los halones.

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A.6.4 Venenos Generalmente no hay efectos de envenenamiento, sin embargo si están presentes siliconas u otras sustancias que dan como resultado productos de combustión sólidos, pueden cubrir los electrodos y aislarlos lo que reduciría la sensibilidad hasta que finalmente el sensor deja de ser operativo. A.7 Analizadores de temperatura de llama (FTA, Flame Temperature Analysers) El principio de funcionamiento de los detectores analizadores de temperatura de llama se basa en el incremento de la temperatura de una llama de hidrógeno (o algún otro gas) que arde constantemente en función del contenido de contaminantes en el gas que se desea medir el cual se encuentra en el aire suministrado a la combustión. Un detector mide la temperatura de la llama dentro de una pequeña cámara detectora. La señal resultante es no es lineal respecto a la concentración del gas detectado. El tiempo de respuesta de un FTA se determina principalmente a partir del tiempo de alimentación de la muestra a la llama; se pueden obtener tiempos inferiores a 5 s. El gas combustible (normalmente hidrógeno) debería ser de composición constante. Para asegurar que la señal cero sea estable en ausencia del gas a medir en la combustión, todos los flujos de gas deberían mantenerse constantes y a niveles óptimos con el objetivo de mantener una temperatura estable en la cámara de combustión. Se debería tener cuidado ante la presencia de halón en el gas a medir. Las muestras que tengan halón y no tengan gas combustible reducen la temperatura de la llama, lo que debería ser detectable por el equipo. Altas concentraciones de halón en presencia de sustancias combustibles puede falsear la lectura e incluso puede extinguir la llama. A.7.1 Aplicaciones comunes Este tipo de sensor se utiliza en la medida de la cantidad total de gases inflamables y vapores por debajo del LIE cuando se necesita un tiempo de respuesta rápido. Este sensor es adecuado en la medida de gas a temperaturas elevadas. A.7.2 Limitaciones Estos detectores no son selectivos dado que la respuesta depende únicamente de la naturaleza calorífica de la muestra. A altas concentraciones la respuesta no es lineal. Se remite al manual de instrucciones para buscar las limitaciones a los rangos de medida. Estos analizadores no se recomiendan para rangos de medida de partes por millón. Se necesitan gases externos. Es necesario aportar hidrógeno u otro combustible para la llama. También se requiere oxígeno en el gas a medir o bien disponer de una fuente de aire independiente para el quemador. La señal es críticamente dependiente del caudal de la muestra, del combustible, y donde se utilice, del aire de la combustión. Por lo tanto, al igual que en los FID, la presión de la muestra de gas, del aire, y del gas combustible deberían mantenerse constantes; pero debería tenerse en cuenta que los apagallamas utilizados en la línea de muestreo pueden ensuciarse lo que dificultará el mantenimiento del flujo constante de la muestra A.7.3 Interferencias Los hidrocarburos halogenados como los halógenos a altas concentraciones pueden disminuir la señal mediante la reducción de la temperatura de la llama. A.7.4 Venenos No se conocen efectos de envenenamiento.

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A.8 Detector de fotoionización (PID, PhotoIonization Detector) Su principio de detección se basa en la ionización de los gases por la radiación ultravioleta (uv) de una lámpara especial de longitud de onda conocida, y de ahí por la energía fotónica, normalmente cuantificada en electronvoltios eV (por ejemplo 10,6 eV). Esta lámpara se encuentra a un lado de la célula del detector. Las moléculas de gas presentes en dicha célula con un potencial de ionización (IP) menor a la radiación emitida por la lámpara se ionizarán estableciéndose una corriente entre dos electrodos en la célula que tienen una diferencia de potencial aplicada entre ellos. Esta corriente es proporcional a la concentración de la sustancia en varios órdenes de magnitud. Los principales elementos de un PID son la lámpara de rayos ultravioleta con su controlador de la lámpara (mediante alta tensión o alta frecuencia), dos electrodos colectores con un amplificador, y por lo general, un filtro para la muestra y una bomba. No se requieren gases consumibles. No se detectarán aquellas sustancias cuyos potenciales de ionización superan al de la lámpara. Por ejemplo, sustancias como etano, propano, acetileno o metanol tienen potenciales de ionización superiores a 10,6 eV, valor de la lámpara más común. Otras sustancias con valores justo por debajo, como el etanol y el etileno con un potencial de ionización de 1,5 eV dan una señal baja. En un principio, dado que las medidas se suelen realizar en aire, todas las sustancias con un potencial de ionización superior al del oxígeno (12,1 eV), tales como el hidrógeno, monóxido de carbono y metano, no pueden ser detectadas. No tiene sentido tener lámparas con un valor mayor a éste. Esta técnica no es específica para gases inflamables, y con las lámparas ultravioletas más comunes no se detectarán todos los gases inflamables. El potencial de ionización de varias sustancias puede encontrarse en las distintas publicaciones o bien el suministrador del equipo puede dar un listado. Como ejemplos de compuestos que se pueden detectar tenemos: moléculas orgánicas con varios átomos de carbono y/o heteroátomos tales como el oxígeno, azufre, bromo; hidrocarburos insaturados y aromáticos; aminas; varios compuestos combustibles inorgánicos como amoniaco, sulfuro de hidrógeno y disulfuro de carbono; y algunos gases no combustibles como el dióxido de nitrógeno, óxido nítrico y el tricloroetileno. En general, se conocen bien las respuestas relativas lo que hace posible preprogramarlas en el software. Tras la recalibración de un gas estándar, si se ha introducido la identidad del gas a medir, se puede obtener entonces una lectura directa del mismo. El tiempo de respuesta se determina únicamente mediante la muestra del flujo de gas. Los tiempos de respuesta típicos se encuentran entre 2 s y 10 s. A.8.1 Aplicaciones comunes Este tipo de sensor se utiliza cuando se busca principalmente obtener una alta sensibilidad, resistencia a los venenos y rápida respuesta. Aunque la técnica es adecuada para funcionamiento continuo, los equipos pueden ser portátiles o transportables, normalmente con una bomba de aspiración incorporada al equipo. De esta forma, la técnica es adecuada para equipos de lectura puntual. Este sensor es adecuado para la medida de concentraciones de gas desde pocas partes por millón hasta aproximadamente 2 000 partes por millón. De ahí que sea adecuado para la medida desde niveles tóxicos hasta bajos porcentajes del LIE. Además, este tipo de sensor se utiliza habitualmente para medir concentraciones de gas del orden de pocas partes por millón durante cortos periodos de tiempo, por ejemplo, en la detección de fugas. A.8.2 Limitaciones El principio de medida no es selectivo entre los gases combustibles. Detecta todas las sustancias que tengan un

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potencial de ionización inferior a la energía de la lámpara de rayos UV. El sensor no puede detectar monóxido de carbono, hidrógeno o metano en aire. El sensor no detectará compuestos con potenciales de ionización superiores a la energía de la lámpara del detector. La mayor parte de sensores tienen una lámpara UV con una energía de 10,6 eV. Por tanto no será adecuado para alcanos ligeros y algunas otras sustancias, sin embargo, la energía de la lámpara puede estar entre 8,4 eV (con lo que no detectará muchas sustancias) y 11,7 eV para su empleo en el aire que permitirá detectar más gases, (se remite a la documentación del equipo). Las lámparas con mayor energía suelen tener un tiempo de vida más reducido. No se recomienda en la medida de concentraciones mayores de 2 000 partes por millón porque la respuesta deja de ser lineal. Para las limitaciones de rango se remite al manual de instrucciones. A.8.3 Interferencias El sensor responderá a todas las sustancias con un potencial de ionización inferior al que genera la lámpara, generalmente 10,6 eV, pero el factor de respuesta depende fundamentalmente de las propiedades de ionización del gas. La humedad puede inducir una señal equivalente a varias partes por millón. Esta señal no se deriva de la ionización (para el agua el PI es de 12,6 eV) sino a la posibilidad de interacción con el material que rodea a los electrodos. Una alta concentración de metano en presencia de la sustancia a detectar puede reducir la lectura por inhibición de la ionización. Condensaciones, partículas, huellas dactilares, etc., sobre la lámpara o las ventanas de la célula son agentes que pueden alterar la intensidad del rayo ultravioleta y de ahí, la sensibilidad. A.8.4 Venenos Generalmente no hay efectos de envenenamientos conocidos. La medida de ciertos compuestos como ésteres o estireno puede generar productos de descomposición depositados sobre la lámpara UV. De ahí que se recomiende una limpieza regular de la misma (se remite al manual de instrucciones). A.9 Detector paramagnético de oxígeno El oxígeno es fuertemente paramagnético (atraído por un campo magnético). El óxido nítrico es casi la mitad de paramagnético. El dióxido de nitrógeno es del orden del 4% de paramagnético que el oxígeno. Otros gases son unas dos veces menos paramagnéticos que el oxígeno o débilmente diamagnéticos (repelidos por un campo magnético). Los gases que contienen oxígeno tienden a ser conducidos hacia un fuerte campo magnético con una fuerza proporcional a la fracción de oxígeno. El NO y el NO2 son atraídos con una grado proporcionalmente menor, y otros gases tienen un efecto insignificante, haciendo que esta técnica sea altamente efectiva para el oxígeno en ausencia de cantidades apreciables de óxido nítrico. Hay varias técnicas que utilizan este efecto. Los equipos tipo balanza de torsión utilizan una balanza muy ligera, pequeña y diamagnética con una suspensión en torsión montada dentro de un fuerte campo magnético no uniforme. La torsión de la balanza, causada por la atracción del gas paramagnético dentro del campo magnético que trata de desplazar la balanza, se detecta ópticamente y un lazo electromecánico de realimentación devuelve la balanza a su posición de equilibrio. La corriente de retorno necesaria para ello es por tanto proporcional a la concentración del gas paramagnético. La señal requiere una compensación de presión y temperatura. El equipo también es sensible a los impactos y vibraciones, pero puede hacerse transportable.

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Los equipos de tipo termo-magnético utilizan la dependencia de la susceptibilidad paramagnética con la temperatura, que aproximadamente es inversamente proporcional a la temperatura. El flujo de gas se divide en dos caminos. Una corriente se calienta a unos 100 K por encima de la temperatura ambiental. Debido a la diferencia de susceptibilidad paramagnética del gas a las dos temperaturas, se produce en el campo magnético no uniforme un flujo magnético ("viento magnético"). Este flujo se detecta a partir de su efecto refrigerante en un calefactor montado en un circuito tipo puente cuya señal de desequilibrio se utiliza para medir la concentración. La lectura del equipo suele depender de la orientación, por lo que el equipo debería ser fijo. Los equipos basados en la presión diferencial (efecto Quinke) utilizan la diferencia de presión que se crea sobre un flujo de gas paramagnético atraído por un campo magnético no uniforme. Se necesita un gas de referencia como el nitrógeno con un flujo muy pequeño. Las medidas de la presión, en las que ésta es proporcional a la concentración de gas, se realizan mediante la modulación del campo magnético. A.9.1 Aplicaciones comunes Este tipo de sensor se utiliza en la medida de oxígeno donde la selectividad, estabilidad a largo plazo y la resistencia a los venenos son los principales objetivos. Este sensor es adecuado para la medida de concentraciones de oxígeno en rangos que van desde el 0% hasta el 1% v/v y 0% a 25% v/v en oxígeno. La medida hasta 100% también es posible. La diferencia entre los límites inferior y superior en la medida debe ser mayor al 0,5% v/v en oxígeno. En función del método de detección particular utilizado, se tienen tiempos típicos de respuesta que van de 6 s a 40 s. A.9.2 Limitaciones En función del método de detección particular utilizado, el equipo puede: − requerir gas(es) exterior(es); − contener fuentes de ignición (calentador); − ser sensible a golpes y/o vibraciones. En la mayoría de los casos, se necesita realizar corrección de la presión y/o la temperatura. A.9.3 Interferencias Excepto para el NO y NO2, que generan una señal en torno al 50% y 4% respectivamente de la señal de oxígeno a concentraciones equivalentes, el resto de los gases no producen interferencias importantes. A.9.4 Venenos No se conocen efectos de envenenamiento.

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ANEXO B (Informativo) PARÁMETROS AMBIENTALES

La siguiente tabla muestra los criterios de niveles mínimos para las condiciones ambientales en la Norma IEC 60079-29-1. Para más detalles sobre las condiciones de ensayo y criterios de aceptación, consultar la norma estándar indicada. En todos los casos, las condiciones ambientales de la zona o zonas de uso deberían ser comparadas con los datos indicados en el manual de instrucciones del fabricante. En cualquier caso cuando las condiciones ambientales puedan superar los valores de la tabla o del manual de instrucciones, se debería consultar al fabricante. Tabla B.1 − Parámetros ambientales Parámetro

Basado en Norma IEC 60079-29-1

Almacenamiento sin tensión

Secuencialmente 24 h a cada temperatura −25 ºC +20 ºC (ambiente) +60 ºC +20 ºC (ambiente)

Temperatura

Portátiles / transportables Sensores remotos Unidades de control aisladas Fijos con sensor integrado

Presión

80 kPa a 120 kPa

Humedad relativa

20% a 90%

Velocidad de aire

Hasta 6 m/s

Vibraciones

Todas las unidades que incluyan un sensor: 10 Hz a 30 Hz, 1,0 mm amplitud total 31 Hz a 150 Hz, pico de aceleración 2 g Unidad de control utilizada con sensor(es) remoto: 10 Hz a 30 Hz, 1,0 mm amplitud total 31 Hz a 100 Hz, pico de aceleración 2 g

Ensayo de caída

Portátiles: Transportables (< 5 kg): Transportables (≥ 5 kg):

-10 ºC a +40 ºC −25 ºC a +55 ºC +5 ºC a +55 ºC −10 ºC a +55 ºC

altura de caída 1,0 m altura de caída 0,3 m altura de caída 0,1 m

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ANEXO C (Informativo) MODELO DE LISTA DE COMPROBACIONES AMBIENTALES Y DE SU APLICACION PARA LOS DETECTORES DE GASES INFLAMABLES

1

Descripción breve de la aplicación en la que se detectan los gases inflamables (definir: métodos de muestreo, ambientes especiales, ubicaciones) __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________

2

Si los puntos de detección están alejados de la unidad de control, ¿a qué distancias? __________________________________________________________________________________________

3

Listado de los gases y/o vapores inflamables a detectar y la composición aproximada de la muestra. Compuesto (gas o vapor)* ______________________ ______________________ ______________________

*

Concentración (unidades) _______________________ _______________________ _______________________

Consideraciones especiales ________________________ ________________________ ________________________

Si es posible listar también el nombre químico.

Si se prevé la presencia de más de un gas inflamable, indicar si estos gases o vapores estarán presentes combinados o separados. __________________________________________________________________________________________

4

La detección va a ser en atmósfera normal (21% O2), deficiente o enriquecida en oxígeno. __________________________________________________________________________________________ Rango estimado de oxígeno en la atmósfera a muestrear. __________________________________________________________________________________________

5

Se necesita un instrumento con un rango de medida diferente al LIE (límite inferir de explosividad). __________________________________________________________________________________________

6

Rango de temperatura ambiente durante el funcionamiento de la unidad: ____________________________________ ºC mínimo a ___________________________________ ºC máximo Temperatura nominal esperada: ________________________________ ºC

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7

Rango de humedad del ambiente de la atmósfera que va a ser monitorizada: _____________________________ % HR mínimo a __________________________________ % HR máximo

8

Rango de presión de la atmósfera a monitorizar: __________________________________ mínimo a _______________________________________ máximo

9

Rango de velocidad de la atmósfera a monitorizar: __________________________________ mínimo a _______________________________________ máximo

10

Otras condiciones interesantes (presencia de polvo, sustancias corrosivas, humos, nieblas, etc). Por favor indicar el tipo y cantidad, si es posible. __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________

11

Posibles agentes reductores de sensibilidad: establecer si la atmósfera puede incluir silicona, plomo, compuestos halogenados, y otros materiales que puedan afectar al funcionamiento del sensor. __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________

12

Clasificación de la zona donde se ubicará la unidad de control: Grupo Gas: __________________ Zona: ___________________ Grupo: __________________ Grupo Gas: __________________ Zona: ___________________ Grupo: __________________

13

Accesorios adicionales necesarios: __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________

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ANEXO D (Informativo) MODELO DE REGISTRO DE MANTENIMIENTO DEL INSTRUMENTAL PARA LOS DETECTORES DE GASES INFLAMABLES

Fabricante

Modelo Nº:

Fecha de adquisición:

Fecha de puesta en servicio:

Nº de Serie:

Identificación del usuario:

Gas de calibración:

Ubicación:

Mantenimiento distinto a la calibración individual Marcar uno Fecha

Mantenimiento programado

Fallo

Devuelto por

Entregado por

Naturaleza del servicio y repuestos sustituidos

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Registros de calibración Fecha

Comentarios

1

2

3

4

5

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BIBLIOGRAFÍA

IEC 60079-19, Electrical apparatus for explosive gas atmospheres. Part 19: Repair and overhaul for apparatus used in explosive atmospheres (other than mines or explosives). NOTA Armonizada como Norma EN 60079-19:2007 (sin ninguna modificación).

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ANEXO ZA (Normativo) OTRAS NORMAS INTERNACIONALES CITADAS EN ESTA NORMA CON LAS REFERENCIAS DE LAS NORMAS EUROPEAS CORRESPONDIENTES

Las normas que a continuación se indican son indispensables para la aplicación de esta norma. Para las referencias con fecha, sólo se aplica la edición citada. Para las referencias sin fecha se aplica la última edición de la norma (incluyendo cualquier modificación de ésta). NOTA Cuando una norma internacional haya sido modificada por modificaciones comunes CENELEC, indicado por (mod), se aplica la EN/HD correspondiente.

Norma Internacional

Fecha

Título

EN/HD

Fecha

IEC 60050-426

−1)

Vocabulario electrotécnico internacional (VEI). Capítulo 426: Equipos eléctricos para atmósferas explosivas

−

−

IEC 60079-0 (mod)

−1)

Material eléctrico para atmósferas de gas explosivas. EN 60079-0 Parte 0: Requisitos generales

20062)

IEC 60079-10

−1)

Material eléctrico para atmósferas de gas explosivas. EN 60079-10 Parte 10: Clasificación de emplazamientos peligrosos

20032)

IEC/TR 60079-20

−1)

Material eléctrico para atmósferas de gas explosivas. Parte 20: Datos para gases y vapores inflamables referidos al uso de aparatos eléctricos

IEC 60079-29-1 (mod)

−1)

Atmósferas explosivas. Parte 29-1: Detectores de EN 60079-29-1 gas. Requisitos de funcionamiento para los detectores de gases inflamables

−

1) Referencia sin fecha. 2) Edición válida en la fecha de publicación.

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− 20072)

Génova, 6 28004 MADRID-España

[email protected] www.aenor.es

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Tel.: 902 102 201 Fax: 913 104 032