¿Qué es la contrapresión?

Cuando una bomba está trabajando para mover el aire, debe superar las fuerzas que resisten el movimiento del aire. Estas fuerzas incluyen elementos como la gravedad y la densidad del aire, la fricción interna de la bomba/motor, la resistencia causada por la longitud y el diámetro de la manguera utilizada y la resistencia causada por cualquier medio por el que atraviesa el aire, como los filtros o los absorbentes químicos. La suma total de todas estas fuerzas se llama contrapresión, y es una medida de la fuerza con la que tiene que trabajar la bomba. Cada vez que una bomba está funcionando, siempre está funcionando contra algún nivel de contrapresión. En el caso de las bombas de monitoreo personal, algunas de estas resistencias son constantes de una muestra a otra, como el tamaño de la manguera y la fricción interna. Pero el componente que puede cambiar significativamente de una muestra a otra es el medio de muestra, cuya resistencia puede ser bastante diferente de un tipo de medio a otro.

¿Cómo afecta la contrapresión a una bomba de monitoreo personal?

Una bomba de monitoreo personal tiene que trabajar contra cantidades variables de contrapresión, y en algunos casos tiene que trabajar más que otros. Considera los siguientes ejemplos.
  1. Un carro pequeño está tirando de un remolque pequeño que lleva cuatro bolsas de fertilizante. El trailer y su contenido pesan 500 lbs.
  2. El mismo carro pequeño está tirando de un remolque que sostiene un bote de placer de tamaño mediano. El remolque y el barco juntos pesan 2500 libras.
  3. El mismo carro pequeño está tirando de un remolque de viaje grande. El peso del remolque es de 5000 libras.
En los tres ejemplos anteriores, el coche pequeño se encarga de tirar de remolques de tres tamaños diferentes. El auto tiene que trabajar más para tirar del bote que para jalar el pequeño remolque utilitario, y aún más para jalar el remolque de viaje. Conocemos las dificultades relativas, porque conocemos los pesos de los remolques. Una bomba de monitoreo personal está trabajando para mover el aire contra la contrapresión causada por la resistencia de los medios captura de muestra. La bomba es como el coche en los ejemplos anteriores. Los diferentes tipos de medios captura de muestreo con resistencia variable al flujo son como los remolques. Cuanto más pesado es el remolque, más difícil tiene que trabajar el auto. Cuanto mayor sea la contrapresión, más difícil será el trabajo de la bomba.

¿Qué hace que los tipos de medios de muestra tengan diferentes contrapresiones?

El nivel de contrapresión de un tipo de medio de muestra está directamente relacionado con su resistencia al flujo de aire. Considere nuestros tres tipos de filtro más populares enumerados a continuación.

  1. Filtros de polvo de PVC de 5 micras, 37 mm de diámetro.
  2. Filtros de metales (p. Ej., Plomo) de MCEF de 0.8 micrones, 37 mm de diámetro.
  3. Filtros de amianto de 0,8 micras MCEF, 25 mm de diámetro.

Las descripciones de los filtros suelen proporcionar tres datos. Estos son el material de membrana, el tamaño de poro en micras (es decir, micrómetros, abreviados como μ m) y el diámetro en milímetros (mm). El tamaño de los poros representa el tamaño típico de los poros (los orificios) en el material. La membrana de PVC con tamaño de poro de 5 micrones tiene poros mucho más grandes que el material MCEF a 0,8 micrones. Como es de esperar, cuanto menor sea el tamaño de los poros, mayor será la resistencia al flujo y, por lo tanto, mayor será la contrapresión. Además, cuanto menor sea el diámetro, mayor es la resistencia al flujo y la contrapresión. Los tres filtros enumerados anteriormente se enumeran en el orden de aumento de la contrapresión. El filtro de polvo con el tamaño de poro grande y el diámetro grande produce la contrapresión más baja. El filtro de metales tiene el mismo diámetro, pero su tamaño de poro más pequeño lo hace más restrictivo y le da una contrapresión más alta que el filtro de polvo. El filtro de asbesto tiene el mismo tamaño de poro que los metales.

Filtro, pero su menor diámetro produce una contrapresión mayor.

¿El caudal también afecta el nivel de contrapresión?

Cuanto más rápidos sean los flujos de aire, más difícil será superar la resistencia en los medios de muestreo. A medida que aumenta la velocidad de flujo, la contrapresión también aumentará. Considera este ejemplo. Estás caminando por la playa de Clearwater en el borde de las olas en la arena dura. Te metes a correr y empiezas a correr a lo largo de la orilla del agua. En este punto la vida es bastante buena. Ahora vamos a añadir un poco de contrapresión. Entra en el agua hasta llegar a tus residuos y camina en paralelo a la playa en el agua residual. Es mucho más difícil caminar que sobre la arena dura. Ahora trata de romper en un trote. Encontrarás que correr en aguas residuales profundas es prácticamente imposible. La resistencia del agua aumentó a medida que intentaba aumentar su velocidad.

¿Cómo medimos la contrapresión en aplicaciones de bombas de monitoreo personal?

La ciencia nos ha dado un método práctico para medir la contrapresión. Hacemos uso de una propiedad natural del aire (o cualquier medio gaseoso). A diferencia de un sólido o líquido, el aire puede comprimirse en recipientes de alta presión como botellas SCBA. También se puede descomprimir produciendo un área de baja presión, y esta es la propiedad que nos permite medir el nivel de contrapresión en nuestro sistema de muestreo. Para realizar esta medición, accedemos a la línea de muestra que conecta el medio de muestra a la bomba, y agregamos un dispositivo llamado manómetro (consulte la figura).

A medida que la bomba extrae aire contra la resistencia del medio, produce un área de baja presión dentro de la línea de muestra. Cuanto mayor sea la contrapresión, menor será la presión de aire en la línea de muestra. El manómetro puede informar un nivel de contrapresión midiendo la extensión del área de baja presión dentro de la línea de muestra. Los manómetros más antiguos hicieron esta medición al desplazar el agua en un tubo en forma de “U”, por lo que los manómetros que utilizamos hoy informan el nivel de contrapresión en pulgadas de agua. Cuanto mayor sea el número, mayor será la contrapresión.

¿Qué nos dice esta medida de contrapresión?

La medición de contrapresión nos puede indicar si nuestra bomba funciona correctamente o si la tarea de muestreo está dentro de la capacidad de operación de la bomba. Todas nuestras bombas Gilian tienen especificaciones de caudales en comparación con las contrapresiones que nos indican la carga máxima que la bomba soportará durante ocho horas. Una medición de la contrapresión de un cartucho de filtro específico a un caudal específico junto con las especificaciones de la bomba puede darnos una idea de cuánto tiempo puede funcionar la bomba en esas condiciones. Esto se puede usar para determinar la velocidad de flujo adecuada antes de tiempo y evitar que una bomba se descomponga prematuramente en el campo.

Por ejemplo, supongamos que estamos muestreando asbestos utilizando una bomba GilAir 5. Hemos estado muestreando a 2 litros por minuto (LPM) sin problemas, pero nos gustaría aumentar el caudal para obtener un mayor volumen de muestra. ¿Podemos muestrear a 5 LPM? La tabla de especificaciones de la bomba en el catálogo de Gilian enumera una contrapresión máxima para el GilAir 5 a 5 LPM a 8 pulgadas de agua por ocho horas de funcionamiento. Un gráfico de contrapresión para este tipo de filtro aparece en el catálogo y muestra una contrapresión de 30 pulgadas de agua a 5 LPM. Obviamente, la bomba no puede funcionar a ese nivel de contrapresión. Sin embargo, al usar las dos tablas, podemos ver que la bomba puede manejar hasta 18 pulgadas a 4 LPM y 23 pulgadas a 3 LPM durante ocho horas y que la contrapresión del filtro cae a 25 pulgadas a 4 LPM y 18 pulgadas a 3 LPM. De esto podemos concluir que la bomba manejará el casete a 3LPM, pero probablemente no a 4 LPM. Recuerde también que la contrapresión del filtro aumentará a medida que el filtro acumule polvo en el aire, por lo que la contrapresión aumentará en cierta medida durante la muestra. Concluimos que podemos muestrear a 3 LPM, pero probablemente no más alto. También podemos ver en las tablas de catálogo que la bomba personal Gilian HFS 513 manejará presiones de retroceso más altas y permitirá un flujo un poco más alto, y podemos entender por qué el muestreo de depuración de asbesto a 10 LPM y más requiere las bombas de tipo estacionario Gilian Aircon.

Cuando usamos un tipo de filtro que no está cubierto en la tabla, podemos determinar la contrapresión usando el panel de Diagnóstico de Gilian, que incorpora un manómetro. Con el panel de diagnóstico de Gilian también podemos probar la capacidad de la bomba para compensar los cambios en la contrapresión. Las bombas Gilian utilizan un circuito de control de flujo que compensa los aumentos en la contrapresión, como ocurre en el muestreo de polvo cuando el filtro se carga con polvo. Al simular las contrapresiones altas y bajas, el panel se puede utilizar para demostrar que la bomba mantendrá su caudal dentro de la especificación de control de flujo de +/- 5%.

Conclusión y Revisión

Las bombas de monitoreo personal siempre deben funcionar contra un cierto nivel de resistencia que conocemos como contrapresión. Al medir y comprender la contrapresión, podemos cuantificar la capacidad de funcionamiento de la bomba.

Recuerda los siguientes puntos.

  1. Cuanto más alta es la contrapresión, más difícil tiene que trabajar la bomba.
  2. Las altas contrapresiones pueden acortar el tiempo de funcionamiento de la bomba al aumentar el consumo de la batería.
  3. La contrapresión puede aumentar durante el muestreo de polvo a medida que los filtros se cargan de polvo.
  4. La contrapresión aumenta a medida que aumenta el caudal. Un caudal más lento puede aumentar el tiempo de funcionamiento de la bomba en situaciones de alta contrapresión.
  5. La contrapresión se lee con un manómetro como el que se incluye en el panel de diagnóstico de Gilian.
  6. La contrapresión excesiva puede hacer que una bomba entre en su modo de falla y se apague prematuramente.
Para obtener información sobre las especificaciones de contrapresión para modelos de bomba Gilian individuales, consulte el Catálogo de muestreo de aire Gilian.
Rincón Tecnológico
Ron Roberson, Gerente Técnico e Higienista Industrial Corporativo
 

¿Por qué se utilizan los fotómetros para probar el filtro de aire?

La Sociedad Americana de Filtración y Separación (American Filtration & Separations Society) publicó en noviembre de 2018, este documento enviado por Tim Johnson, Ingeniero de Aplicaciones Senior de TSI . Publicado nuevamente con autorización de la AFS. ¿Por qué se utilizan fotómetros para evaluar filtros de aire? Aunque los fotómetros no realizan conteo de partículas, ni miden la masa, ni dan resultados de tamaño de partículas (fraccional), son ampliamente utilizados como detectores para probar filtros de aire. ¿Por qué? La razón tiene tanto que ver con las limitaciones de otras técnicas como con las ventajas de usar fotómetros. Todas las técnicas de conteo de partículas están limitadas por problemas asociados con la medición de altas concentraciones. La Concurrencia (detección de múltiples partículas al mismo tiempo) provoca un recuento insuficiente de partículas, y con los contadores ópticos de partículas también se producen errores de tamaño. Cuando se ignora la concurrencia, no es inusual que se reporten eficiencias negativas (penetraciones superiores al 100%). Para tener una concentración corriente abajo medible de un filtro, especialmente de un filtro de alta eficiencia, es deseable una alta concentración corriente arriba de un filtro. Cuando se mide con un contador de partículas, esto a menudo requiere el uso de un diluyente, o un largo tiempo de muestreo corriente abajo del filtro. Es importante recordar que debido a las diferentes técnicas de detección y los diferentes rangos de tamaño efectivo, los valores de eficiencia y penetración serán diferentes para las diferentes técnicas. Los fotómetros miden la dispersión total de la luz y tienen un rango dinámico muy grande. Si bien, los fotómetros son muy sensibles a las bajas concentraciones, las altas concentraciones también se pueden medir fácilmente. Una alta concentración da como resultado una señal ascendente más grande. Dado que la penetración es una señal en sentido descendente dividida por la señal en sentido ascendente, tener una gran señal en sentido ascendente permite la medición de penetraciones más bajas (y eficiencias más altas). A las concentraciones de partículas que normalmente se utilizan al realizar pruebas con fotómetros, es posible obtener eficiencias de hasta cinco nueves (99,999%) y más. Además, estas pruebas se pueden realizar rápidamente y usarse en pruebas en línea de producción. La medición de altas concentraciones con fotómetros también es una ventaja para las pruebas de carga. La carga de un filtro es importante cuando se trata de determinar la vida útil de un filtro. La carga a veces mejora la eficiencia del filtro, pero también puede tener el efecto contrario. Como esto puede ser diferente para diferentes tipos de partículas (gotas líquidas o partículas sólidas), material de medios (tejido o no tejido) y efectos de carga (como electrostática), se debe estudiar el comportamiento de carga y generalmente es parte de los criterios de certificación. . La eficiencia del filtro de aire varía con el tamaño de partícula. De particular interés es la eficiencia en la región del MPPS (tamaño de partícula más penetrante, por sus siglas en inglés). Los probadores de filtro que usan fotómetros cómo detectores usan distribuciones de partículas polidispersas generadas por atomizadores como su fuente de partículas, y están en el rango de tamaño general del MPPS de los filtros de aire típicos. Este rango de tamaño también es similar a las distribuciones de tamaño de partículas ambientales al aire libre, por lo que las pruebas en este rango de tamaño dan una buena indicación de cómo funcionarán los filtros en el mundo real. TSI Senior Applications Engineer Tim Johnson
Como TSI Senior Applications Engineer Tim Johnson, Tim Johnson es responsable de la capacitación en instrumentos de partículas utilizados en la detección, dimensionamiento y medición de concentraciones de partículas en el aire. Él es un ex miembro de la junta de AFS y es instructor del curso de Fundamentos de Filtración de Aire. Es miembro activo de ASHRAE como miembro del Comité de Equipos de Eliminación de Contaminantes / Partículas Particulares y de la Sociedad de Ingenieros Automotrices, donde ha participado en el desarrollo de estándares de filtración para automóviles y motores de aviones. Es miembro de ISO / TC142, donde es un experto en WG3 (filtros de ventilación general) y es el coordinador de WG11 (limpiadores de aire de habitación portátiles para aplicaciones de confort).

Nuevo Gilibrator 3

Características excepcionales: • La Tecnología StablFlow proporciona una baja presión de retorno constante asegurando la precisión. • La Tecnología Pulse-free proporciona precisión de calibración confiable y repetible dentro del 1% de la lectura
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La importancia del uso de equipo certificado como intrínsecamente seguro

La importancia del uso de equipo certificado como intrínsecamente seguro

La importancia de contar con equipo de muestreo intrínsecamente seguro, es evitar que un instrumento o algún accesorio del equipo eléctrico genere una fuente de ignición en un área clasificada como peligrosa.
El fuego es un peligro significativo en muchas industrias donde se producen o manipulan sustancias inflamables. Sin embargo, algunos entornos menos conocidos, también pueden suponer un riesgo de incendio y/o explosión, como sitios en dónde se manipulan polvos y granos alimenticios.
El fuego necesita combustible, oxígeno y una fuente de ignición. Los gases, vapores y polvos inflamables proporcionan el combustible, el oxígeno está presente en la mayoría de los ambientes de trabajo, y la ignición puede provenir de una chispa o superficie caliente. Cada incendio es peligroso, pero en casos más extremos la combustión es tan rápida que causa una explosión. Hay muchos ejemplos de incendios y explosiones devastadores en una amplia gama de industrias.
¿Qué es un instrumento Intrínsecamente Seguro?
Los instrumentos intrínsecamente seguros (IS por sus siglas en inglés) se refieren a un enfoque de diseño, para equipos que ingresan en áreas peligrosas. La idea es reducir la energía almacenada y disponible a un nivel en el que sea demasiado baja para causar una ignición. Eso significa evitar chispas y mantener las temperaturas superficiales por debajo de los niveles de ignición. La técnica de seguridad intrínseca es aceptada en todo el mundo como el método preferido para prevenir explosiones. La seguridad intrínseca es un método de protección eléctrica, en comparación con los sistemas de protección mecánica resistentes a la llamas.
¿Cuándo es necesario un instrumento intrínsecamente seguro?
Siempre que se utilicen equipos o instrumentos eléctricos, como una bomba de muestreo de aire en un área donde existen o pueden estar presentes sustancias combustibles o inflamables, es esencial tomar medidas para minimizar el riesgo de ignición/explosión. En dichos entornos, la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) y otras agencias que regulan las leyes internacionales de seguridad y salud ocupacional, requieren aprobaciones intrínsecamente seguras (IS) como un enfoque de diseño bien aceptado.
¿Qué son las áreas peligrosas?
Las áreas peligrosas se definen por la composición de los materiales presentes (Clases), los entornos donde están presentes (Divisiones o Zonas), sus capacidades de ignición (Grupos) y las calificaciones de temperatura de la superficie (clasificación T).
“Clases” definen el tipo de peligro:
  • Clase I: gases y / o vapores,
  • Clase II: Polvos
  • Clase III: Fibras o aviaciones
“Divisiones o zonas” definen el grado de peligro:
  • División 1: en condiciones normales de operación, es probable que haya materiales peligrosos presente – continuamente, periódicamente o intermitentemente.
  • División 2: no es probable que haya material peligroso durante la vida normal operación solo bajo condiciones de falla y solo por un corto período.
Los “Grupos” definen Atmósferas peligrosas agrupadas por capacidades de ignición.
  • Grupo A: Acetileno
  • Grupo B: Hidrógeno
  • Grupo C: Etileno
  • Grupo D: Propano
  • Grupo E: Polvos de metal
  • Grupo F: Polvos de carbón
  • Grupo G: Harina, almidón, grano
“T rating” define la clasificación de encendido de la superficie caliente del instrumento:
  • T1: 450ºC
  • T2: 300ºC
  • T2A *: 280ºC
  • T2B *: 260ºC
  • T2C *: 230ºC
  • T2D *: 215ºC
  • T3: 200ºC
  • T3A *: 180ºC
  • T3B *: 165ºC
  • T3C *: 160ºC
  • T4: 135ºC
  • T4A *: 120ºC
  • T5: 100ºC
  • T6: 85ºC
* Solo se aplica a las aprobaciones de los Estados Unidos de América del Norte
Existen clasificaciones similares para las clasificaciones de áreas peligrosas IECEx y ATEX. Si requiere información adicional al respecto, contáctenos para obtener más información.
Ejemplo de aprobación: NEC Clase 1 División 1 Grupos A, B, C, D T4 o IECEx II 1 G Ex ia IIC T4
¿Los instrumentos Intrínsecamente Seguros son más caros que versiones de instrumentos no certificadas?
Por lo general, los instrumentos IS son a menudo más costosos que las versiones no certificadas. Esto se debe a que los circuitos y la construcción de los instrumentos es más costosa, así como la necesidad de obtener y mantener la aprobación a través de una autoridad de aprobación acreditada y registrada.
¿Cuales son los beneficios de utilizar instrumentos intrínsecamente seguros?
Cuando se debe colocar equipo eléctrico y/o instrumentos en ambientes peligrosos, los instrumentos IS ofrecen varios beneficios:
1. Ayuda a garantizar un entorno de trabajo seguro y protege a los que están cerca de un riesgo de explosión.
2. El muestreo de aire se puede realizar en áreas donde se sabe que hay vapores y polvos combustibles y/o inflamables presentes, o que pueden estar presentes.
3. Proporciona el cumplimiento de regulaciones locales y nacionales.
Nota: ¡Los Instrumentos Intrínsecamente Seguros deben estar certificados por una agencia acreditada, y no solo diseñados para la seguridad intrínseca!
Para obtener más información sobre productos intrínsecamente seguros de Sensidyne, visite www.sensidyne.com.
Aaron W. Apostolico
Traducido del Texto:
Sensidyne, Tech Corner 
Aaron W. Apostolico, CIH, CSP, CIEC
Product Line Manager – Health and Safety Products 

Métodos de referencia y métodos equivalente de la EPA

Estimados amigos,
Compartimos con ustedes el listado de los métodos de referencia y métodos equivalente de la EPA (Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de Norte América) para monitoreo de diferentes contaminantes ambientales. Esperamos que este listado les sea de utilidad.
Si requieres mayor información sobre los instrumentos de estos métodos de prueba, comuníquense con nosotros. ¡Con gusto estamos para atenderlos!
 
Puede descargar el documento en la siguiente liga: