Las mediciones de CO2 son de vital importancia en distintas industrias:
Alimenticias
Para preservar efectivamente las frutas , la atmósfera de almacenamiento debe ser controlada en humedad, oxígeno (O2), dióxido de carbono (CO2) y temperatura. La esencia del almacenamiento es el rango para las concentraciones de O 2 y CO2, que ambos deben mantenerse entre 0.5 a 2.5%. Las concentraciones óptimas precisas varían para las diferentes variedades de frutas. La medición de CO2 en la atmósfera es también importante en la fabricación del vino y otras industrias donde se producen reacciones biológicas de fermentación.
Ciencias de la Salud
Muchas reacciones biológicas producen o requieren cantidades significativas de CO2. Por ejemplo cultivos bacterianos en reactores o en estufas de incubación con atmósfera de CO2.
Servicios
Aeropuertos, centros de convención y lugares de paso de mucha gente miden el CO2 del lugar para controlar las manejadoras de aire y purificar el aire del interior.
Industria en General
Si bien la medición de CO2 puede no ser importante para el proceso en si es importante su monitoreo para evitar que sea toxico para operarios o personal.
Dióxido de carbono y seguridad
El dióxido de carbono es un gas no tóxico y no inflamable. Sin embargo, la exposición a concentraciones elevadas puede representar un riesgo de vida.
Cuando se utiliza, produce, envía o almacena gas CO2 o hielo seco, la concentración de CO2 puede elevarse a niveles muy peligrosos.
Debido a que el CO2 es inodoro e incoloro, resulta imposible detectar las fugas, con lo cual es necesario utilizar los sensores adecuados para garantizar la seguridad del personal.
Efecto de los Distintos Niveles de CO2
| CONCENTRACIÓN | EFECTO |
|---|---|
| 350 – 450 ppm | Concentración atmosférica típica |
| 600 – 800 ppm | Calidad del aire interno aceptable |
| 1.000 ppm | Calidad del aire interno tolerable |
| 5.000 ppm | Límite promedio de exposición en un período de ocho horas |
| 6.000 – 30.000 ppm | Preocupación, solo exposición breve |
| 3 – 8% | Incremento de la frecuencia respiratoria, dolor de cabeza |
| > 10% | Náuseas, vómitos, pérdida de conocimiento |
| > 20% | Pérdida de conocimiento repentina, muerte |
Medición de CO2
El dióxido de carbono y otros gases compuestos por dos o más átomos diferentes absorben la radiación infrarroja (IR) de una forma única y característica.
Es posible detectar dichos gases mediante el uso de técnicas de IR. El vapor de agua, el metano, el dióxido de carbono y el monóxido de carbono son ejemplos de gases que pueden medirse por medio de un sensor de IR.
En la figura se ilustran las franjas características de su absorción. La detección de IR es la tecnología más aplicada para la detección de CO2.
Los sensores de IR presentan muchos beneficios respecto de los sensores químicos. Son estables y altamente selectivos del gas medido.
Tienen un ciclo de vida extenso y, debido a que el gas medido no interactúa en forma directa con el sensor, los sensores de IR soportan la humedad alta, el polvo, la suciedad y otras condiciones hostiles. Los principales componentes de un detector de CO2 de IR son la fuente de luz, la cámara de medición, el filtro de interferencia y el detector de IR. La radiación de IR se traslada desde la fuente de luz a través del gas medido hasta el detector.
Un filtro ubicado en la parte de adelante del detector impide que otras longitudes de ondas que no sean las específicas del gas medido pasen a través del detector.
Así, se detecta la intensidad de la luz y se convierte en un valor de concentración de gases.
Efecto de la temperatura y la presión sobre la medición del CO2
La mayoría de los sensores de gas arrojan una señal proporcional a la densidad molecular (moléculas/ volumen de gas), aún cuando la lectura se exprese en partes por millón (volumen/volumen).
A medida que cambia la presión y/o la temperatura, la densidad molecular del gas se modifica conforme a la ley de gases ideales.
El resultado se observa en la lectura ppm del sensor.
En las figuras a la derecha se muestra de qué manera el incremento de la presión o la temperatura modifica el estado del gas y cómo afecta la medición de CO2.
Cuando se incrementa la presión a temperatura constante el sensor IR detecta una mayor cantidad de moléculas de CO2. Cuando se incrementa la temperatura a presión constante el sensor IR detecta una menor cantidad de moléculas de CO2.
La mayoría de los sensores actuales miden la temperatura y realizan la compensación, pero en caso de ser calibrados a otra presión atmosférica distinta de la normal se debe compensar en la medición.
AKRIBIS le ofrece una amplia gama de equipos para medición de CO2 en distintos entornos.
