Detectores de H2S, ácido sulfhídrico.

Miles de trabajadores están expuestos a la presencia de ácido sulfhídrico, H2S, un gas altamente toxico e inflamable. Industrias como las de exploración de petróleo y gas, minera, petroquímica, tratamiento de aguas, entre otras, utilizan detectores para  prevenir la exposición del personal. La selección del detector es crucial para seguridad, regularmente es mal entendido el criterio para su selección, aquí trataremos con dos tecnologías de sensores bien diferentes, subyacentes en el mercado (electroquímicos y de estado sólido), este documento pretende facilitar la elección  de un detector al poner en relieve pro y contra de cada tecnología.

1. Motivación.

Para cualquier detector de H2S, que se adquiera en el mercado mundial, seria una utopía pensarlo como un detector perfecto, el desconocimiento del tipo de sensor o ambiente de trabajo pueden provocar que un instrumento, en aparente funcionamiento perfecto, falle drásticamente, los siguientes aspectos deben ser de consideración:

Sensibilidad cruzada: todos los detectores de H2S, y de gases en general, padecen, en mayor o menor medida, de cross-sensitvity,  esto es, un detector de H2S no solo responde a la presencia de H2S, también responde a la presencia de otros gases, un caso particular seria que el sensor no responda a la presencia de H2S si se presenta combinado con otro gas. Ahorro de recursos, la diferencia en costos para instrumentos de este tipo puede ser de 10 a 1, una correcta interpretación de las especificaciones del los detectores, sumado al conocimiento del medio, pude proporcionar un sistema de alarma temprana con un costo de una fracción a otro propuesto, por otro lado, una falsa alarma puede provocar costos operativos enormes en horas hombres perdidas. Otras características a tener en cuenta son: deriva en la medida, repetibilidad, resistencia a la contaminación (poisoning), overload, sistema de muestreo y  filtros.

2. Principios de operación, sensores estado sólido.

En los sensores de estado sólido un material semiconductor es aplicado a un sustrato no conductor y se le colocan dos electrodos. El sustrato es calentado a una temperatura, que pude ser o no controlada, facilitando el cambio de conductividad del semiconductor ante la presencia del gas H2S. En la condición de cero gas las moléculas de O2 mantienen fijos los electrones del semiconductor impidiendo la circulación de cargas eléctricas, dicho de otra manera el semiconductor esta en su estado de alta impedancia. Cuando moléculas de H2S entran en contacto con la superficie estas remplazan las de O2, esto da como resultado la liberación de electrones y una disminución en la resistencia eléctrica, esta  variación esta relacionada en forma logarítmica con la concertación de H2S en el ambiente. Un efecto no deseado es que el desplazamiento de las moléculas de O2, por las de H2S, no es el único mecanismo por el cual la impedancia del sensor cambia, este es uno de los puntos débiles de los sensores de estados sólido, produciendo una larga lista de gases  que provocan este mismo efecto.

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