EQUIPOS DE DETECCION DE COMPUESTOS ORGANICOS VOLATILES

[raesgo]

Me han llegado varias consultas a mi e-mail sobre que equipo se puede utilizar para detectar o medir concentraciones de compuestos organicos volatiles (COV).

Como considero que es importante que quienes estan en el tema de materiales peligrosos conozcan al respecto de este tema, es que me referire a los equipos destinados a medir COV.

Para poder medir concentraciones de Compuestos Organicos Volatoiles (COV), se requiere tener un PID.

¿Qué es un PID?
Un PID (detector de fotoionización) es un detector que mide COV y otros gases tóxicos a bajas concentraciones que van desde las ppb (partes por billón) hasta las 10.000 ppm (partes por millón o 1% en volumen).

Un PID es un monitor de alta sensibilidad y amplio espectro, como un monitor LEL de bajo nivel.

¿Cómo funciona un PID?
Un detector de fotoionización (PID) utiliza una fuente de luz ultravioleta (UV) (Foto = luz) para romper las sustancias químicas en iones positivos y negativos (ionización) que se pueden medir fácilmente con un detector.

La ionización tiene lugar cuando una molécula absorbe la alta energía de la luz UV y se excita, provocando la pérdida temporal de un electrón cargado negativamente y la formación de un ión cargado positivamente. El gas pasa a estar eléctricamente cargado. En el PID, estas partículas cargadas producen una corriente que se amplifica y se muestra en el medidor como "ppm" (partes por millón) o incluso "ppb" (partes por billón). Los iones se recombinan con rapidez después de su paso por los electrodos en el detector para reconstruir la molécula original. Los PID son no-destructivos; no "queman" o alteran permanentemente la muestra de gas, lo que permite usarlos para recolección de muestras.

¿Qué mide un PID?
Todos los elementos y sustancias químicas pueden ser ionizados, pero se diferencian en la cantidad de energía que necesitan para ello. La energía necesaria para desplazar un electrón e “ionizar” un compuesto se denomina su potencial de ionización (PI), y se mide en voltios de electrón (eV). La energía de la luz emitida por la lámpara de UV también se mide en eV.

Nota: si el PI de la muestra de gas es menor que la salida en eV de la lámpara, la muestra se ionizará.

Simplificación del funcionamiento de un PID

Aunque suene complicado, se puede explicar de forma sencilla utilizando una analogía tan familiar como el vataje. Un PID utiliza una lámpara para romper gases y vapores.

1. Si el “vataje” de un gas o vapor es inferior al “vataje” de la lámpara de PID, entonces el PID puede “ver” el gas o vapor.

2. Si el “vataje” del gas o vapor es mayor que el de la lámpara del PID, el PID no puede “ver” el vapor.

Por lo tanto, un PID con una lámpara de “75 vatios” puede ver un gas de 50 vatios, pero no uno de 85 vatios. Aunque utilicemos el vataje para esta explicación, la energía para PID se expresa en electrovoltios, o eV, y se conoce como el potencial de ionización (PI) para un gas o vapor particular. El potencial de ionización es una medida de la fuerza de enlace de un gas, o de su calidad de “construcción".

El benceno tiene un PI de 9,24 eV y se puede ver con una lámpara "estándar" de 10,6 eV. El cloruro de metileno tiene un PI de 11,32 eV y sólo se puede ver con una lámpara de 11,7 eV. El monóxido de carbono tiene un PI de 14,01 eV y no se puede ionizar con una lámpara de PID.

Los PI se pueden encontrar en la Guía de bolsillo de NIOSH, en documentación de fabricantes de PID y en numerosos textos químicos.

¿Qué mide un PID?

El mayor grupo de compuestos medidos con un PID son los compuestos orgánicos: compuestos que contienen átomos de carbono (C). Éstos incluyen:

1. Aromáticos. Compuestos que contienen un anillo de benceno, incluyendo el benceno, tolueno, etil benceno y xileno.
2. Cetonas y aldehídos. Compuestos con un enlace C=O incluyendo acetona, metiletilcetona (MEK) y acetaldehído.
3. Aminas y amidas. Compuestos de carbono que contienen nitrógeno, como la dietilamina.
4. Hidrocarburos clorados. Tricloroetileno (TCE), percloroetileno (PERC).
5. Compuestos de azufre. Mercaptanos, sulfuros
6. Hidrocarburos insaturados. Como butadieno e isobutileno
7. Alcoholes. Como isopropanol (IPA) y etanol
8. Hidrocarburos saturados. Como butano y octano

Además de los compuestos orgánicos, los PID se pueden utilizar para medir algunos inorgánicos. Éstos son compuestos sin carbono e incluyen:

1. Amoníaco
2. Gases semiconductores: Arsina, fosfina
3. Sulfuro de hidrógeno
4. Óxido nítrico
5. Bromo e iodo

¿Qué no mide un PID?

1. Radiación
2. Aire (N2, O2, CO2, H2O)
3. Tóxicos comunes (CO, HCN, SO2)
4. Gas natural (metano, etano)
5. Gases ácidos (HCl, HF, HNO3)
6. Otros: freones, ozono (O3), peróxido de hidrógeno
7. No volátiles: PCB, grasas

mas adelante me referire a las lamparas de los PID de 9.8, 10.6 y 11.7 eV y sobre los factores de corrección.

Espero que les sea de ayuda a quienes me pidieron información.

Saludos

 

[Neo]

por trabajo vendo mucho esquipos de monitoreo

le muestro la foto de un equipo con PID


hay va la foto es de MSA vale un dineral pero en chile se an vendido varios.

 

[Neo]

como dato tambien hay sendor ir para co2 este equipo es de la marca BW modelo GasAlertMicro 5 IR.
yo se que no esta dentro del tema pero algo tiene que ver.

 

[raesgo]

El equipo PID MSA que nos muestra NEO es el modelo Sirius, es un buen equipo puede configurarse para incorporar hasta 4 sensores adicionales.

Controla simultáneamente compuestos orgánicos volátiles [VOCs] en el rango de ppm/ppb mientras mide gases combustibles, ambientes deficientes en oxígeno, CO y SH2.

Aca les dejo otra imagen de otro modelo de MSA Sirius con sistema de comunicación Wireles.

SAFECONNECT™ Belt-Bridge With Sirius® Wireless Interface

En equipos PID hay equipos que son mejores que los MSA y aun precio mucho mas economico y accesible.

Saludos

 

[raesgo]

Continuando con el tema de los PID ahora me referire a las lamparas y la forma en que estos son capaces de medir los COV.

Lámparas PID de 9,8 y 10,6 eV frente a lámparas de 11,7 eV
A primera vista, puede parecer que para medir un mayor rango de gases con un PID, se debe utilizar una lámpara de 11,7 eV en lugar de una de 10,6 eV.

Sin embargo, se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:

Las lámparas de 9,8 y 10,6 son más específicas. Un menor PI significa que “ven” menos sustancias químicas.

Las de 9,8 y 10,6 duran pocos años.
Aproximadamente la misma vida útil y coste que un sensor CO.

Las de 9,8 y 10,6 tienen mayor sensibilidad.

Las lámparas de 11,7 eV proporcionan menor resolución: El cristal de fluoruro de litio de la lámpara de 11,7 eV no permite el paso de tanta energía luminosa, convirtiendo la lámpara de 11,7 eV en más "débil" que la de 10,6 eV. Menos energía transmitida significa que tiene lugar menos ionización, reduciendo la resolución potencial.

Esencialmente, una lámpara de 10,6 eV es 10 veces más potente que una lámpara de 11,7 eV. Por lo tanto, para una mayor precisión, no se recomienda el uso de lámparas de 11,7 eV para aplicaciones que requieran una sensibilidad muy elevada. Como ejemplo encontramos el formaldehido, con un TWA OSHA de sólo 0,75 ppm.

Las lámparas de 11,7 eV tienen un tiempo de vida menor que las de 9,8 o 10,6.
Todas las lámparas de 11,7 eV tienen una ventana de fluoruro de litio para transmitir la luz UV de alta energía. El fluoruro de litio es más difícil de fijar al cristal de la lámpara, es muy higroscópico y absorbe agua del aire incluso cuando no está en uso. Esto provoca que la ventana tenga más grosor y disminuya la cantidad de luz transmitida a través de ella. El fluoruro de litio también se degrada con la luz UV; cuanto más se usa el instrumento, mayor es el daño. Estos factores contribuyen a acortar la vida de la lámpara.

Mientras una lámpara de 10,6 eV puede durar entre 24 y 36 meses, una de 11,7 eV sólo suele durar entre dos y seis meses.

Las lamparas de 11,7 eV se deben utilizar únicamente cuando se espera detectar compuestos con PI superior a 10,6 eV. Como ejemplos tenemos cloruro de metileno, cloroformo y tetracloruro de carbono.

Ampliación de la vida útil de la lámpara de 11,7 eV.
La vida de una lámpara de 11,7 eV se puede ampliar si se almacena en un ambiente desecante (dentro o fuera del PID) mientras no se está usando. Éste puede ser simplemente un contenedor con paquetes secantes de gel de silicio, como los que se usan en el envío de equipos electrónicos o cámaras.

Un equipo de monitoreo sea cual sea no tiene la capacidad de saber que gas está midiendo, para esto comparemos el PID con una regla.

Una regla es un utensilio sensible y preciso para medir el ancho de una hoja de papel. Pero no puede diferenciar entre papel gris y blanco. Por ello, si alguien quiere saber el ancho de una hoja de papel gris, primero debe seleccionar la hoja de papel apropiada antes de medirla con la regla. Usamos nuestra cabeza para determinar qué hoja de papel es gris.

El PID es similar a una regla. Puede decirnos cuanto gas o vapor hay, pero debemos usar nuestra cabeza para determinar cuál es el gas o vapor concreto.

Cuando se va a realizar la detección de un compuesto químico desconocido, el PID se configura con su gas de calibración, que es el isobutileno. Cuando se ha identificado la sustancia química mediante notas, documentos, protocolos u otros medios, se puede ajustar la sensibilidad del PID para este producto, de forma que lo lea en una escala precisa.

Por ejemplo, si calibramos con isobutileno y medimos una fuga de tolueno de 1 ppm, el PID mostrará 2 ppm porque es el doble de sensible al tolueno que al isobutileno.

Cuando ya hemos identificado que la fuga es de tolueno, la escala del PID se puede fijar con un factor de corrección para tolueno y el PID leerá de forma precisa 1 ppm si se expone a 1 ppm de tolueno.

Recuerde: usaremos nuestra cabeza para la selectividad y el PID para la sensibilidad. No se usará ningún factor de corrección hasta que no se haya identificado el compuesto.

En otro post me referire a las factores de correción o factor de conversión.

Saludos

 

[raesgo]

Continuando con este tema, me referire a los Factores de Corrección cuando se mide una atmosfera con PID.

¿Qué es un factor de corrección?
Los factores de corrección (FC, también conocidos por factores de respuesta) son una poderosa herramienta en el uso de PID. Son una medición de la sensibilidad PID con respecto a un gas determinado.

Los FC permiten la calibración de un gas a la vez que leen directamente la concentración de otro gas, lo que elimina la necesidad de utilizar varios gases de calibración. Los fabricantes de PID determinan los factores de corrección mediante la medición de la respuesta de un PID a una concentración conocida del gas objetivo.

Los factores de corrección tienden a ser específicos para cada instrumento y/o fabricante, por lo tanto, lo mejor es utilizar los FC del fabricante del PID. Por consiguiente, la mejor opción es elegir el fabricante de PID con el mayor número de FC.

Sin embargo, aunque los factores de corrección son cómodos de usar, siempre es mejor calibrar el gas/vapor de interés para obtener una mayor precisión de medida.

El FC mide sensibilidad
Los factores de corrección son factores de escalado utilizados para ajustar la sensibilidad del PID para medir directamente un gas en particular en comparación con el gas de calibrado. Cuanto menor es el factor de corrección (FC), mayor es la sensibilidad del PID para ese gas o vapor.

Guía para el uso de factores de corrección
1. Si se va a usar un PID para medir una sustancia química muy tóxica, el PID debe ser muy sensible a este producto. Así, si la sustancia química tiene un límite de exposición de 10 ppm o inferior, un PID es una herramienta apropiada para tomar decisiones relativas a la seguridad
personal si el factor de corrección de la sustancia es inferior a 1,0 (por ejemplo, el benceno tiene un límite de exposición de 1 ppm y un FC de 0,5).

2. Si una sustancia química no es extremadamente tóxica, entonces no es necesario que el PID sea tan sensible a este compuesto. Así pues, si una sustancia química tiene un límite de exposición apropiada para la toma de decisiones relativas a la seguridad personal si su factor de corrección es inferior a 10. (Por ejemplo: el amoniaco tiene un límite de exposición de 25 ppm y un FC de 9,7).

3. Si el factor de corrección de una sustancia química es mayor de 10, se considera que los PID son aún apropiados para detección de grandes fugas (por ejemplo, el óxido de etileno tiene un FC de 13 con una lámpara de 10,6) y sólo son apropiados para medidas de seguridad personal para sustancias con límites de exposición muy elevados.

Ejemplo de FC: tolueno
Si un PID mide 100 ppm en unidades de isobutileno en una atmósfera de tolueno, entonces la concentración real es de 50 ppm en
unidades de tolueno:
0,5FC x 100 ppmiso= 50 ppm tolueno

¿Cómo determinar si un PID puede medir un gasen particular?
1. ¿El PI del gas es inferior a la salida de eV de la
lámpara?
Sí: ir al paso 2.
No: seleccionar una lámpara de mayor energía. Si no hay ninguna disponible, entonces el PID no puede medir ese gas.

No se sabe: la mayoría de fabricantes de PID pueden ayudarle.

2. ¿El FC es inferior a 10?
Sí: un PID es una forma adecuada para medir ese gas.
No: un PID no es un medio adecuado para medir ese gas, pero puede que aún
sea un buen sistema para realizar una medición somera, como la detección de fugas.

¿Por qué se calibra con isobutileno?
Los PID se calibran con isobutileno porque su capacidad de respuesta se encuentra hacia la mitad del rango de sensibilidades de los PID. Es relativamente fácil de obtener y no es tóxico ni inflamable a las bajas concentraciones que se utilizan para el calibrado. Durante años, los PID se calibraron con benceno, pero debido a sus propiedades carcinogénicas, las calibraciones con benceno ya no se realizan. Aunque los PID se calibran normalmente con isobutileno, se pueden calibrar con cualquier otro gas ionizable. Por ejemplo, si un PID se va a usar para medir cloruro de vinilo únicamente, se puede calibrar el PID directamente con una concentración conocida de cloruro de vinilo.

¿Cuándo hay que limpiar un PID?
La lámpara y el sensor del PID se deben limpiar de vez en cuando. Antiguamente, algunos usuarios de PID limpiaban sus lámparas diariamente, olvidándose a menudo del sensor y de los componentes de toma
de muestras anteriores al sensor. En general, la limpieza frecuente no es necesaria y se pueden dañar accidentalmente la lámpara y el sensor del PID. A continuación se detallan algunos pasos a seguir para determinar cuándo hay que limpiar una lámpara y sensor de PID:

1. Cuando un valor no pare de subir tras un buen calibrado a cero.
2. Cuando el PID responda a la humedad.
3. Cuando el movimiento del PID genere una respuesta en la pantalla.

¿Cómo limpiar la lámpara y el sensor de PID?
1. Use metanol anhidro (solución para limpieza de lámparas).
2. Limpie la sonda de muestreo y sustituya o limpie los filtros. Si el PID mantiene un cero estable tras realizar este paso, no será necesaria una limpieza más profunda.
3. Limpie la superficie de la lámpara con un trapo para lentes.
4. Limpie el sensor sumergiéndolo en la solución limpiadora (un limpiador
ultrasónico acelera la limpieza).

Secado del PID
1. Deje que el PID limpio seque al aire durante toda la noche.
2. El aire templado (no caliente) acelera el secado.

Espero les sea de utilidad la información.

saludos

 

[Neo]

raesgo tiene alguna tabla de interferentes del pid

 

[raesgo]

Neo

Que es lo que necesitas especificamente, que quimicos interfieren en la lectura del PID.

Saludos

 

[raesgo]

Neo

En relación a tu pregunta no dispongo de una tabla de interferencias para los PID. Sin embargo hay cosas que debes tener claras.

Cuando realizas mediciones con un PID hay que tener presente que quimicos se pueden medir con este instrumento.

El mayor grupo de compuestos medidos con un PID son los compuestos orgánicos: compuestos que contienen átomos de carbono (C). Éstos incluyen:

1. Aromáticos. Compuestos que contienen un anillo de benceno, incluyendo el benceno, tolueno, etil benceno y xileno.
2. Cetonas y aldehídos. Compuestos con un enlace C=O incluyendo acetona, metiletilcetona (MEK) y acetaldehído.
3. Aminas y amidas. Compuestos de carbono que contienen nitrógeno, como la dietilamina.
4. Hidrocarburos clorados. Tricloroetileno (TCE), percloroetileno (PERC).
5. Compuestos de azufre. Mercaptanos, sulfuros
6. Hidrocarburos insaturados. Como butadieno e isobutileno
7. Alcoholes. Como isopropanol (IPA) y etanol
8. Hidrocarburos saturados. Como butano y octano

Además de los compuestos orgánicos, los PID se pueden utilizar para medir algunos inorgánicos. Éstos son compuestos sin carbono e incluyen:

1. Amoníaco
2. Gases semiconductores: Arsina, fosfina
3. Sulfuro de hidrógeno
4. Óxido nítrico
5. Bromo e iodo

Lo que afecta e interfiere en la medicion con un PID es si este es usado en condiciones de mucho humo o de mucha humedad. Éstos afectarán la habilidad de la fuente de luz ultravioleta para ionizar el vapor o el gas.

Espero te sea de utilidad.

 

[Neo]

La pregunta era si tienes el los equipos con Pid algún compuesto inorgánico que afecte la lectura. como para con los equipos multigas los cuales existen unas tablas de interferentes los cuales nos pueden ser de mucha ayuda para determinar la existencia de algún compuesto.

 

[raesgo]

NEO

No dispongo de la tabla que me solicitas, tenia para los Equipos CGI pero para los PID no tengo nada.

Saludos