El control de los gases en bancos de pruebas durante el desarrollo en la industria del automovil

Transcripción

1 DL _ El control de los gases en bancos de pruebas durante el desarrollo en la industria del automovil Los prototipos de automóviles hacen un largo recorrido antes ser lanzados al mercado. Sus componentes de alta tecnología deben superar intensos exámenes en bancos de pruebas con fines de desarrollo. Como el combustible y los gases de escape están presentes en todo momento, es necesario supervisar con precisión los tóxicos e inflamables. Drägerwerk AG & Co. KGaA 1

2 Minimizar los riesgos a través de la supervisión de procesos COMBUSTIBLES Y COMPONENTES PRESENTES EN LOS GASES DE ESCAPE Cuando se desarrollan prototipos, la industria de automovil emplea diversos bancos y cámaras de pruebas. Aquí se ponen a prueba diferentes condiciones de carga y de funcionamiento para motores, cajas de cambios y otros componentes clave. En las instalaciones para desarrollo es posible simular ciertas situaciones, como cambios climáticos, diferentes formas de conducción o influencias físicas. A la hora de desarrollar y caracterizar los nuevos motores, los desarrolladores de vehículos calculan y prueban el consumo de combustible y el flujo de aire de entrada en distintas combinaciones de equipos individuales-combustible en una variedad de condiciones. El objetivo es optimizar la eficiencia del combustible. El consumo de combustible y los valores de emisión de los motores y de los convertidores catalíticos constituyen importantes indicadores de estos ciclos de prueba. Se utilizan posteriormente para demostrar la compatibilidad con la normativa nacional e internacional, como la Directiva de Aire Limpio. Combustible Gasolina/Diésel Gas natural, gas líquido (LPG) Hidrógeno Etanol/metanol Componentes de escape (gases) Agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono, residuos sin quemar de hidrocarburos, monóxido de nitrógeno/óxidos de nitrógeno. Agua, dióxido de carbono, monóxido de nitrógeno/óxidos de nitrógeno Agua, trazas de monóxido de nitrógeno/óxidos de nitrógeno Agua, dióxido de carbono, monóxido de nitrógeno/óxidos de nitrógeno Los combustibles que se utilizan en estas pruebas son explosivos y con frecuencia tóxicos. Por otra parte generan gases de escape igualmente peligrosos cuando se queman. La máxima prioridad es, por lo tanto, garantizar que los empleados que realizan estas pruebas estén protegidos frente a los efectos potencialmente nocivos. También debe procurarse mantener a nivel mínimo el riesgo que supone someter los prototipos de alta tecnología o los propios bancos de pruebas a los daños por fuego o explosión durante el procedimiento de prueba. Estos y otros riesgos posibles deben tenerse en cuenta y valorarse como parte de la evaluación de riesgos. El concepto de seguridad se establece en consecuencia. Qué peligros pueden evitarse o reducirse al desplegar la tecnología de seguridad apropiada? Cuando se trata de supervisar sustancias explosivas y tóxicas y registrar el contenido de oxígeno en los bancos y cámaras de pruebas, los dispositivos de detección de gas y los detectores de llamas con capacidad para reaccionar rápidamente y de manera fiable son una excelente opción. Forman, junto con una unidad de control, un elemento esencial para los planes de emergencia. DL Drägerwerk AG & Co. KGaA 2

3 Qué riesgos deben tenerse en cuenta? Cuando se forman gases de escape, existe un riesgo para la salud. A menudo no se trata simplemente de supervisar combustibles convencionales o combinaciones de combustibles como la gasolina o el diésel, sino también combustibles alternativos, como el gas natural, el gas líquido (LPG), el hidrógeno y el alcohol. Los gases de escape de los motores de combustión también contienen una gran cantidad de gases y condensados en función del tipo de combustible que se utilice. La supervisión de fugas potenciales es fundamental, puesto que incluso pequeñas concentraciones de gas pueden tener unas consecuencias catastróficas. Los combustibles se consideran líquidos inflamables. No obstante, no solo es inflamable el líquido, sino también, sin excepciones, su estado gaseoso, ya que puede combinarse con el oxígeno del aire y generar una mezcla inflamable. El límite de explosión más bajo (LEL) es una forma de medir el riesgo potencial. Esto se indica a través del punto de ignición. Cuando se evalúa el riesgo, el punto de ebullición del combustible es una característica más a tener en cuenta. Si el material está en estado gaseoso por debajo de su punto de ebullición, se conoce como vapor. Los vapores siempre se mantienen equilibrados con su fase líquida se condensan y se evaporan según la temperatura. Con el fin de mantener al mínimo los riesgos de exposición y salud de los empleados, es importante comprobar y registrar el cumplimiento de los valores límites de exposición en el trabajo. EJEMPLOS DE VALORES LÍMITE PARA EXPOSICIÓN OCUPACIONAL Sustancias peligrosas Norteamérica Alemania Monóxido de carbono 25 ppm (TWA) 30 ppm (TWA) Dióxido de carbono Monóxido de nitrógeno 25 ppm (TWA) 5000 ppm (TWA) 5000 ppm (OEL) 0,5 ppm (MAC) Óxidos de nitrógeno 0,2 ppm (TWA) 0,5 ppm (MAC) Clave: TWA: tiempo promedio ponderado; OEL: límite de exposición ocupacional; MAC: concentración máxima admisible INDICADORES IMPORTANTES DE COMBUSTIBLES SELECCIONADOS Combustible Punto de ebullición Punto de ignición LEL Gasolina (sin plomo) De 30 a 215 C -20 C 0,6 % vol. Diésel De 163 a 257 C 55 C 0,6 % vol. Propano* De -48 a -1 C -104 C 2,0 % vol. Butano* -0,5 C -60 C 1,4 % vol. Hidrógeno -252,76 C 4,0 % vol. Etanol 78 C 12 C 3,1 % vol. Metanol -161,5 C 9 C 4,4 % vol. Fuente: Dräger VOICE (otras fuentes: véanse las notas a pie de página). Clave: LEL: límite inferior de exposición: *componente de gas natural/gas líquido (LPG) 1 Fuente: Dräger brochure Einführung in die mobile Gasmesstechnik [Introducción a la tecnología de medición fija de gas], página Ibid. Drägerwerk AG & Co. KGaA 3

4 Condiciones extremas también en la detección de gases En los bancos de pruebas la solidez de los motores o el prototipo entero también se someten a pruebas en diversas condiciones ambientales. En esta simulación hay variaciones extremas de temperatura y humedad, así como diferentes condiciones atmosféricas (por ejemplo, lluvia y viento). Temperaturas extremadamente altas no son, por lo tanto, inusuales en las cámaras de pruebas. Esto aumenta el riesgo de explosión en las instalaciones donde se realizan las pruebas. Por esta razón, es necesario supervisar permanentemente la atmósfera para controlar la concentración de gases y vapores inflamables. RIESGO DE TÓXICOS E INFLAMABLES EN CÁMARAS DE PRUEBAS Según las especificaciones de la cámara de pruebas individual, la temperatura puede variar entre -40 C y +90 C. En muchos casos, la humedad en las instalaciones de pruebas puede variar desde el 5 % hasta el 95 % de h.r. Estas condiciones en particular representan a menudo el máximo desafío, tanto para los objetos sometidos a prueba como para los dispositivos de detección de gas. Los cambios de temperatura y humedad pueden derivar en la formación de condensación, lo que afecta a la precisión de la medición. Por eso una configuración bien diseñada de la medición influye directamente en el concepto de seguridad fiable. Además, el aire acondicionado de las cámaras de pruebas dependen de los agentes refrigerantes como el amoniaco, que también resultan nocivos si se producen fugas en altas concentraciones (TWA/Norteamérica: 25 ppm: AGW/Alemania: 20 ppm) y por lo tanto, debe supervisarse. Las condiciones de temperatura en las cámaras de pruebas de motores pueden ser variables. Dräger y CH SO 2 NO X CO 2 CO Los combustibles involucrados en las pruebas de motores generan gases de escape, tóxicos e inflamables. Soluciones personalizadas para infraestructuras nuevas o actuales Para supervisar ambientes inflamables o tóxicos en instalaciones de pruebas para el desarrollo, se adapta cada sistema de detección de gas a las características de cada ubicación individual: Los factores clave comprenden el tipo de material peligroso que se utiliza y las concentraciones previstas, así como las condiciones del espacio y los procedimientos propios del trabajo. VX / 3 h.r.: humedad relativa 4 Fuente: Dräger VOICE ; Drägerwerk AG & Co. KGaA 4

5 LA CONSULTA: BASE PARA SELECCIONAR CASOS DE APLICACIÓN INDIVIDUALES Información básica importante para una consulta Resultados de la consulta Sustancias a supervisar y sus concentraciones potenciales Posibles interferencias Sistemas de ventilación existentes Análisis de riesgos y valoraciones de seguridad Zonas de explosión Requisitos oficiales Requisitos ambientales y de instalación Fuente de alimentación Interfaz con sistemas existentes Posibles condiciones previas para la seguridad funcional (según la norma EN/IEC SIL) 5 Principios adecuados del sensor Medidas de emergencia Definición de los umbrales de alarma Colocación adecuada del sensor Componentes de protección contra explosiones Lugares para instalar dispositivos de detección de gas y unidades de análisis Integración de los componentes actuales del sistema Transferencia de señales Concepto de mantenimiento Suministro de gases para calibración Calendario del proyecto para la instalación del sistema de detección de gas 6 5, 6 Más que la suma de sus partes. Tecnología de medición de gas fija sistemática Dräger Safety, Drägerwerk AG & Co. KGaA 5

6 QUÉ TECNOLOGÍAS DE DETECCIÓN SON APROPIADAS PARA CADA COMBUSTIBLE DE PRUEBA? Combustible Componentes Tecnologías de detección apropiadas Gasolina Mezcla de hidrocarburos IR o Cat-EX Diésel Mezcla de hidrocarburos IR Gas natural Metano IR o Cat-EX Gas líquido Metano IR o Cat-EX Hidrógeno Hidrógeno Cat-EX Etanol Etanol IR o Cat-EX Metanol Metanol IR o Cat-EX Otro factor de extrema importancia es la decisión sobre la tecnología de medición y de detección apropiada: reacción electroquímica, infrarrojos (IR) o señal de calor catalítico (Cat-EX). Para la supervisión de diésel, puede utilizarse un sensor por infrarrojos (IR). No hay dos sistemas detectores de gas iguales El diseño modular de los dispositivos fijos de medición de gas los convierte en sistemas muy flexibles, lo que implica que pueden integrarse en infraestructuras ya existentes. Los dispositivos individuales pueden combinarse entre sí fácilmente, lo que permite una integración total en el importante concepto de seguridad. ST La correcta colocación del dispositivo de medición de gas resulta imprescindible para evitar interferencias con los sensores causadas por una posible condensación. Esto se logra procurando que la temperatura del sistema de detección de gas sea constante, y más alta que la temperatura del aire ambiente. Esto también reduce el impacto de las variaciones de temperatura en los sensores. Si la temperatura en el área de pruebas sobrepasa la temperatura específica del sensor, los sensores deberán colocarse en el exterior y los sistemas de succión en el interior para supervisar así las concentraciones de gas a distancia. Drägerwerk AG & Co. KGaA 6

7 Condiciones óptimas para la correcta ejecución de las pruebas de desarrollo Nuevas instalaciones, ampliaciones o reubicaciones: Durante más de 75 años, Dräger se ha dedicado a diseñar dispositivos de medición de gases que funcionan con fiabilidad no solo en condiciones de laboratorio, sino también en condiciones reales. La gama de productos incluye una amplia variedad de Dräger Sensors para supervisar más de 400 gases y vapores inflamables o tóxicos en unidades de concentración desde % de vol. y % de LEL hasta ppm. Los sensores se han desarrollado y fabricado con precisión por Dräger. Los materiales utilizados han superado los más estrictos controles de calidad. Los sensores Dräger ofrecen una respuesta particularmente rápida ante diversos gases y vapores, y destacan por su excelente resistencia para detectar sustancias tóxicas. ST Un sistema de detección de gases que ayuda a identificar las emergencias reales y que evita falsas alarmas es un elemento importante dentro del concepto de seguridad fiable y eficiente. Los fabricantes de coches necesitan poder confiar en una tecnología de medición de gas fiable. Dräger les ayuda a elegir el sistema idóneo para sus necesidades, tiene en consideración todas las normativas pertinentes sobre seguridad y contribuye a que tomen la decisión de compra correcta e implementen finalmente el sistema elegido. IMPRESO EN ALEMANIA Dräger Safty AG & Co. KGaA Revalstraße Lübeck PDF 6650 Drägerwerk AG & Co. KGaA 7