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El metano (CH₄) es un gas incoloro, inodoro y altamente inflamable que se produce tanto de forma natural como a través de procesos industriales y biológicos. El monitoreo de los niveles de metano es esencial para la seguridad, la eficiencia operativa y el cumplimiento normativo en sistemas de aguas residuales, vertederos, instalaciones industriales y operaciones energéticas. Una detección fiable permite identificar fugas de forma temprana, reduce los riesgos de explosión y contribuye a los esfuerzos de mitigación de los gases de efecto invernadero.
El metano (CH₄) es un hidrocarburo simple compuesto por un átomo de carbono y cuatro de hidrógeno. Se produce de forma natural a través de la descomposición anaeróbica en humedales, vertederos e instalaciones de tratamiento de aguas residuales, y también se genera industrialmente durante la extracción de petróleo y gas, la minería del carbón y la fabricación de productos químicos.
En el tratamiento de agua y aguas residuales, el metano se genera comúnmente como subproducto de la digestión anaeróbica, en la que los microorganismos descomponen la materia orgánica en medios ambientes sin oxígeno. Este gas puede capturarse para obtener energía renovable o ventilarse de forma segura para evitar su acumulación. Sin embargo, debido a su alta inflamabilidad y a su potencial de calentamiento global, más de 25 veces superior al del dióxido de carbono, es fundamental realizar un monitoreo continuo tanto por motivos de seguridad como de sostenibilidad.
El monitoreo de gases es esencial para detectar fugas, prevenir explosiones y mantener el cumplimiento de las normas de calidad del aire y seguridad laboral. Las concentraciones superiores al límite inferior de explosividad (LIE) de aproximadamente el 5% en el aire suponen un grave peligro de incendio o asfixia, mientras que incluso las pequeñas emisiones contribuyen a la acumulación de gases de efecto invernadero y a la pérdida de eficiencia del proceso.
El monitoreo preciso del metano permite a los operadores:
Los niveles de metano se pueden medir mediante diferentes métodos, dependiendo de las necesidades del proceso, la precisión requerida y las condiciones del sitio. En general, las instalaciones se basan en una combinación de pruebas periódicas y monitoreo continuo para mantener la seguridad y la visibilidad operativa.
Los métodos de medición más comunes son:
La precisión de la medición depende de una calibración adecuada, un flujo de muestras estable y la compensación de la temperatura y la presión. El método adecuado depende de las condiciones del sitio, la frecuencia de monitoreo y los requisitos de seguridad, no solo del tipo de sensor.
Comprender las variables que afectan a la generación y detección de metano contribuye a unas operaciones más seguras y a un monitoreo más fiable.
Actividad biológica: El metano se forma a través de la digestión anaeróbica de materia orgánica en medioambientes con bajo nivel de oxígeno, como digestores, lagunas y vertederos. La temperatura, el pH y la tasa de carga afectan a las tasas de producción.
Temperatura y presión: La solubilidad del metano disminuye con el aumento de la temperatura o la disminución de la presión, lo que provoca la liberación de gas en espacios confinados. Las fluctuaciones estacionales o de los procesos pueden provocar picos de concentración.
Diseño del sistema y ventilación: la mala recuperación de gases o una ventilación inadecuada pueden provocar una acumulación peligrosa, mientras que las fugas en las juntas o las tuberías pueden permitir la migración involuntaria de gases.
Colocación de los sensores: dado que el metano es más ligero que el aire, los sensores deben instalarse en puntos altos o cerca de los techos para una detección precisa en áreas cerradas.
La baja densidad y la inflamabilidad del metano dificultan el monitoreo. La rápida dispersión, la humedad, el polvo y los cambios de temperatura pueden afectar a las lecturas, mientras que la deriva de la calibración o la suciedad de los sensores pueden provocar imprecisiones. Las comprobaciones periódicas aleatorias proporcionan una visión limitada de las condiciones fluctuantes, lo que subraya la importancia de los sistemas de monitoreo continuo en tiempo real para mediosambientes críticos para la seguridad.
El monitoreo fiable del metano requiere instrumentos que proporcionen datos estables y continuos en condiciones exigentes. Los dispositivos portátiles son útiles para controles aleatorios o verificación del cumplimiento, y los analizadores fijos o en línea son preferibles para:
Estos sistemas proporcionan lecturas inmediatas que permiten respuestas de seguridad automatizadas, como activar la ventilación o secuencias de apagado, cuando las concentraciones superan los límites de seguridad. La integración con redes de control de plantas o plataformas digitales permite a los operadores realizar un seguimiento de las tendencias de rendimiento, mantener el cumplimiento y apoyar la gestión proactiva de riesgos.
El metano se mide a menudo junto con gases como el sulfuro de hidrógeno (H₂S), el dióxido de carbono (CO₂) y el oxígeno (O₂) para evaluar la calidad del aire, la eficiencia de la combustión y el rendimiento de la digestión anaeróbica. El monitoreo conjunto de estos parámetros proporciona una visión completa de la composición del gas, lo que garantiza la seguridad de las operaciones y la recuperación óptima de energía en aplicaciones industriales, de aguas residuales y vertederos.
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