Significado | Concepto | Definición:

Un sensor de sulfuro de hidrógeno (H 2 S) es un sensor de gas que se puede construir con varias especificaciones de diseño diferentes para detectar niveles de sulfuro de hidrógeno creados durante procesos industriales y biológicos. Estos sensores son muy importantes en varias industrias debido al hecho de que el sulfuro de hidrógeno es un gas extremadamente tóxico. La inhalación de 500 a 1000 partes por millón ( ppm ) por volumen casi siempre resulta en pérdida inmediata del conocimiento y muerte. Algunas unidades de sensor de sulfuro de hidrógeno son componentes de emergencia de un solo uso, mientras que otros diseños de sensores de H 2 S están hechos para detectar repetidamente el gas y durar muchos años.

Los sensores de sulfuro de hidrógeno se pueden encontrar en casi cualquier planta de tratamiento de aguas residuales municipal.

Muchas industrias necesitan el sensor de sulfuro de hidrógeno, pero entre las más comunes se encuentran la industria petroquímica, donde es un subproducto natural de la producción de petróleo crudo y gas natural , y las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales. Las áreas relacionadas que producen sulfuro de hidrógeno incluyen la piscicultura o la acuicultura, el almacenamiento de estiércol para fertilizantes y las regiones donde existen gases volcánicos o aguas termales. Refinerías y hornos de coque que convierten el carbón en coque mediante un proceso de calentamiento en un ambiente libre de oxígeno.También son lugares donde un sistema de detección de sensor de sulfuro de hidrógeno es crítico. Las fábricas de papel, las acerías y las curtidurías también producen el gas y, dado que es un subproducto natural de la descomposición de la materia orgánica por las bacterias, también es un peligro potencial en varios tipos de fábricas de procesamiento de alimentos.

Las plantas de hornos de coque hacen un uso crítico de los sensores de sulfuro de hidrógeno.

La capacidad de detectar de forma natural niveles peligrosos pero muy bajos de sulfuro de hidrógeno en el aire puede resultar difícil por varias razones. Una de las razones es que es un gas incoloro y transparente, más pesado que el aire, por lo que tiende a asentarse en niveles bajos en edificios donde inicialmente puede pasar desapercibido. Si bien tiene un olor a huevo podrido en concentraciones bajas, el olor cambia a uno dulce en niveles más altos, lo que puede confundir los sentidos. Por lo tanto, existen varios métodos diferentes para detectar el gas en muestras biológicas en comparación con las concentraciones de aire o agua.

Un diseño típico para un sensor portátil de uso continuo se basa en una celda de combustible de sistema microelectromecánico (MEM) que puede operar en un rango de -22 ° a 122 ° Fahrenheit (-30 ° a 50 ° Celsius) y utiliza el principio de resistencia. El sensor MEMs está construido sobre un material semiconductor de óxido metálico (MOS) de películas microscópicas de óxido de estaño o de metal dorado que responden a los cambios en la resistencia eléctrica a medida que el gas de sulfuro de hidrógeno los pasa. Dichos sensores tienen tiempos de respuesta rápidos y pueden tener una precisión de hasta 25 partes por mil millones (ppb), pero, la mayoría de las veces, están diseñados para detectar solo niveles más altos de gas. Sin embargo, son económicos y comúnmente se despliegan en condiciones climáticas adversas, como en la prospección y perforación de petróleo y gas.

Un sensor de sulfuro de hidrógeno diseñado para detectar el gas en el agua y los lodos también se basa en el principio de potenciometría o cambios en la fuerza electromotriz en el agua. Los detectores de agua pueden medir niveles de gas a menos de 0,3 ppb y, a menudo, están integrados en medidores de pH estándar que se utilizan en la industria del tratamiento de aguas residuales. Sin embargo, requieren una calibración frecuente para ser precisos, que generalmente se programa una vez al mes. Un problema frecuente del sensor de deriva ocurre con las unidades necesarias para medir niveles tan finos, lo que es una indicación de que la lectura de salida que se muestra está desviada del valor medido real. En un sensor de sulfuro de hidrógeno usado en un ambiente líquido, un rango de desviación de ± 0.5 milivoltios (mV) es estándar, pero la desviación a menudo puede alcanzar hasta 2 mV en un mes en las lecturas.

Otros tipos de diseños de sensores de sulfuro de hidrógeno están integrados en unidades portátiles transportadas por el personal de servicios de emergencia que son capaces de detectar otros gases peligrosos como el monóxido de carbono. Los tipos similares de unidades colocadas en las instalaciones son resistentes a la corrosión y a los explosivos, que son dos propiedades del gas de sulfuro de hidrógeno . Son capaces de funcionar durante dos a cinco años con un consumo de energía muy bajo y sin degradación en la capacidad de detección continua después de haber estado expuestos al gas.

El nivel de sensibilidad y los tiempos de respuesta de menos de un minuto se han mejorado en los últimos años para el sensor de sulfuro de hidrógeno mediante la incorporación de materiales diseñados a escala nanométrica. Esto respalda las nuevas regulaciones en los EE. UU. A partir de 2010. La Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH) ha reducido los niveles aceptables de exposición al gas para un promedio ponderado de ocho horas de 10 ppm a 1 ppm y un nivel de exposición a corto plazo de 15 ppm hasta 5 ppm.