Ασφάλεια σε περιορισμένο χώρο – Μέτρηση αερίων

Απαραίτητοι σε εργασίες όπως η είσοδος σε περιορισμένο χώρο, σε γεωτρήσεις, στον έλεγχο περιοχών, ανίχνευση διαρροών, στον έλεγχο της ποιότητας του αέρα σε εσωτερικό χώρο και γενικότερα στην ασφάλεια των εργαζομένων, οι μετρητές αερίων είναι χρήσιμοι σε πολλές πτυχές της ζωής μας.

Σοφιστικέ ηλεκτρονικός εξοπλισμός, φορητός ή μόνιμος, πήρε τη θέση των μικρών φτωχών καναρινιών που χρησιμοποιούνταν αρχικά για την «ανίχνευση» από το θανατηφόρο μεθάνιο σε περιορισμένους χώρους, πριν την είσοδο ανθρώπου.

Ως περιορισμένος χώρος νοείται κάθε χώρος, αρκετά μεγάλος ώστε κάποιος να εισέλθει και να πραγματοποιήσει εργασίες, για περιορισμένη χρονική διάρκεια. Αυτός ο τύπος εργασίας συναντάται σε πολλούς τομείς δραστηριότητας όπως η επεξεργασία τροφίμων, η ενέργεια, η πετροχημική βιομηχανία, η ναυτιλία, η γεωργία, η ζυθοποιία, οι κατασκευές, η εξόρυξη υδρογονανθράκων και οι υπηρεσίες έκτακτης ανάγκης. Η ύπαρξη αερίων σε περιορισμένο χώρο χωρίζεται σε τρεις κατηγορίες: Στα εύφλεκτα αέρια, στα τοξικά αέρια και στην στέρηση ή υπερπαροχή οξυγόνου.

  • Εύφλεκτα αέρια

Προκειμένου να δημιουργηθεί ανάφλεξη, πρέπει να υπάρχει παρουσία εύφλεκτου αερίου ή ατμών στην ελάχιστη δυνατή συγκέντρωση. Αυτή η ποσότητα αναφέρεται ως LEL (Lower Explosive Limit – Κατώτερο όριο ανάφλεξης). Από τη στιγμή που διαφορετικά αέρια έχουν διαφορετικά LEL, είναι επιβεβλημένο οι ανιχνευτές αερίων να μετράνε στα σωστά επίπεδα. Το μεθάνιο αποτελεί τον πιο συνήθη κίνδυνο για τους εργαζόμενους σε υπονόμους ή υπόγειους χώρους καθώς επίσης και οι διαρροές από σωληνώσεις καυσίμου και φιάλες αερίου.

  • Τοξικά αέρια και ατμοί

Πριν από κάθε εργασία σε περιορισμένο χώρο είναι απαραίτητη η εκτίμηση κινδύνου για την πιθανή ύπαρξη τοξικών ουσιών. Ανάλογα με τη φύση της εργασίας, μπορεί να είναι παρόν ένας μεγάλος αριθμός τοξικών αερίων, ως εκ τούτου ο σωστός ανιχνευτής αερίου πρέπει να είναι διαθέσιμος στον χώρο.

  • Οξυγόνο

Η φυσιολογική συγκέντρωση του οξυγόνου στον φρέσκο αέρα είναι 20.9%. Μια ατμόσφαιρα είναι επικίνδυνη αν η συγκέντρωση πέσει κάτω από το 19.5% ή ανέβει πάνω από το 23.5%. Χωρίς επαρκή αερισμό, τα επίπεδα του οξυγόνου θα πέσουν δραματικά και εξαιρετικά γρήγορα, μόνο με τη διαδικασία της αναπνοής. Η ανάφλεξη επίσης χρησιμοποιεί οξυγόνο οπότε η γυμνή φλόγα κατά τη διάρκεια συγκόλλησης είναι ένας πιθανός κίνδυνος. Το οξυγόνο μπορεί να χαθεί με την παρουσία αερίων όπως το άζωτο. Κατά τη διάρκεια καθαρισμού των σκαφών αποθήκευσης υδρογονανθράκων πριν την επαναχρησιμοποίησή τους, το άζωτο διώχνει το οξυγόνο, αφήνοντας τον χώρο ιδιαίτερα επικίνδυνο έως ότου αεριστεί κατάλληλα.

Επικίνδυνα είναι και τα υψηλά επίπεδα οξυγόνου. Πέραν του προφανούς κινδύνου για φωτιά, οι πλούσιοι σε οξυγόνο χώροι επηρεάζουν την ικανότητα του εργαζόμενου να σκεφτεί καθαρά και να πράξει λογικά.

Τύποι αισθητήρων ανιχνευτών αερίων

Τόσο οι φορητοί όσο και οι μόνιμοι ανιχνευτές αερίων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση σε περιορισμένο χώρο. Οι φορητοί ανιχνευτές είναι οι περισσότερο δημοφιλείς σε πιο μικρούς χώρους. Λόγω του περιορισμού στην κίνηση, η χρήση ενός πλήκτρου προσφέρει ευελιξία καθώς και την ελάχιστη απαιτούμενη εκπαίδευση. Ένας ή συνδυασμός περισσοτέρων αισθητήρων επιτρέπουν τη μέτρηση περισσότερων αερίων. Οι αισθητήρες χωρίζονται στις παρακάτω κατηγορίες:

  • Αισθητήρες εύφλεκτων αερίων με καταλύτη

Μπορούν να αντιδρούν στα περισσότερα εύφλεκτα αέρια επιτυγχάνοντας ανάφλεξη του αερίου μέσα στο θάλαμο του αισθητήρα. Έχουν καλύτερα αποτελέσματα σε συγκεντρώσεις μεταξύ 1,000 και 50,000 ppm.

  • Αισθητήρες εύφλεκτων αερίων με ημι-αγώγιμο μεταλλικό οξείδιο (MOS)

Υπάρχουν εδώ και αρκετά χρόνια με χρόνο ζωής από τρία έως πέντε έτη. Παρ’ όλαυτά χρειάζονται οξυγόνο για να λειτουργούν με ακρίβεια, συχνά χρειάζονται μεγαλύτερες μπαταρίες και δεν είναι ακριβείς σε μονά αέρια, παρά την απόκρισή τους σε πολλά VOCs και διαλύτες.

  • Αισθητήρες εύφλεκτων αερίων με υπέρυθρες

Αποδίδουν καλά σε χαμηλά επίπεδα οξυγόνου ή σε ατμόσφαιρες ασετυλίνης, παρ’ όλαυτά είναι ιδιαίτερα ακριβοί. Αυτοί οι αισθητήρες λειτουργούν αντανακλώντας φως από έναν καθρέφτη και μετρώντας  την ποσότητα του φωτός που απορροφάται κατά την διάθλαση. Δεν έχουν την ικανότητα να ανιχνεύσουν υδρογόνο.

Αισθητήρες τοξικών

  • Ηλεκτροχημικοί αισθητήρες τοξικών

Αυτοί αντιδρούν σε μια συγκεκριμένη ουσία και είναι διαθέσιμοι για πάνω από 30 διαφορετικά αέρια συμπεριλαμβανομένου του χλωρίου, της αμμωνίας, του μονοξειδίου του άνθρακα, του διοξειδίου του άνθρακα, του διοξειδίου του αζώτου και του υδρόθειου. Μπορούν να μετρήσουν τόσο μεγάλες όσο και μικρές ποσότητες και έχουν διάρκεια ζωής περίπου ενός έτους για τα περισσότερα αέρια και έως δυο έτη για αυτούς του υδρόθειου και του μονοξειδίου του άνθρακα.

  • Αισθητήρες τοξικών ημι-αγώγιμου μεταλλικού οξειδίου ευρέως φάσματος (MOS)

Παρόμοιοι στην κατασκευή και τη λειτουργία με αυτούς των εύφλεκτων αερίων, οι ημι-αγώγιμοι μεταλλικού οξειδίου ευρέως φάσματος είναι ικανοί να αντιδρούν σε χαμηλά ppm συμπεριλαμβανομένου του μονοξειδίου του άνθρακα, του υδροθείου, της αμμωνίας, του στυρενίου, της τολουόλης, της βενζίνης και άλλων υδρογονανθράκων και διαλυτών. Δεν έχουν την ικανότητα ένδειξης του αερίου ή της συγκέντρωσης που συνάντησαν, παρά μόνο ότι η ατμόσφαιρα μπορεί να είναι επικίνδυνη.

  • Αισθητήρες φωτοϊονισμού

Χρησιμοποιούνται από το 1960. Η διάρκεια ζωής τους είναι από ένα έως τρία χρόνια αλλά είναι συνήθως πολύ ακριβοί στη χρήση για έναν ανιχνευτή πολλαπλών αερίων.

Βασικά

  • Ένα ppm είναι 1 μέρος σε 1,000,000 συνολικά μέρη. Γενικά τα ppm (μονάδα ανά εκατομμύριο) είναι η μικρότερη μονάδα μέτρησης. 10.000 ppm = 1% κατ’ όγκο
  • LEL (Lower Explosive Limit) είναι η επόμενη μονάδα μέτρησης και είναι το ποσοστό του επιπέδου ανάφλεξης % (vol) ενός αερίου
  • 100% LEL είναι η μικρότερη συγκέντρωση στην οποία μια εύφλεκτη ουσία μπορεί να παράγει φωτιά ή έκρηξη όταν αναφλεγεί.
  • UEL (Upper Explosive Limit) είναι η μέγιστη συγκέντρωση ενός αερίου που θα καεί στον αέρα
  • Κάθε αέριο έχει διαφορετικό LEL ή σημείο όπου το αέριο θα καεί ή θα γίνει εκρηκτικό
  • Οι περισσότερες εύφλεκτες ενώσεις γίνονται εκρηκτικές σε όγκο μικρότερο από 5%
  • Κάθε αέριο έχει διαφορετικό ελάχιστο και μέγιστο όριο ανάφλεξης (LEL και UEL)

Πηγή: Health and Safety International magazine – November 2016