Los laboratorios modernos utilizan distintos gases como parte de su operación diaria. Este blog detalla dos de los métodos más comunes para el suministro de gas en el laboratorio, así como sus beneficios y riesgos de seguridad asociados.
En los laboratorios se emplean diferentes gases como soporte para aplicaciones varias, como la cromatografía, la espectrometría (GC y LC-MS), ELSD y la preparación de muestras, por nombrar algunas. El helio, el hidrógeno y el nitrógeno son algunos de los gases de laboratorio más comunes para estos usos.
Generalmente, los gases se suministran a los laboratorios en alguna de estas tres formas:
• Vaso de Dewar
• Tubos o bombonas de gas
• Generadores de gas
Tradicionalmente, las bombonas de gas han sido la forma más común de suministro, y continúan utilizándose ampliamente en laboratorios alrededor del mundo. Si utiliza esta fuente en su laboratorio, debería seguir los siguientes consejos de seguridad.
1. Las bombonas deben almacenarse en un lugar fresco y seco, lejos de fuentes de calor. Los tubos inflamables deben guardarse separados de las bombonas de oxígeno o hidrógeno.
2. Tenga cuidado al trasladar la bombona y al remover su tapón. El gas en su interior se encuentra altamente presurizado.
3. Las bombonas en uso deben revisarse cada tres años, mientras que los tubos que contienen gases corrosivos, en cambio, necesitan una inspección cada dos años. No se deben utilizar bombonas que no se encuentren en condiciones adecuadas.
4. Los tubos de hidrógeno requieren un lugar dedicado fuera del laboratorio, conectado a este por medio de cañerías de cobre o acero inoxidable que se encuentren bien aseguradas para evitar su alteración o manipulación. Estas deben ser verificadas regularmente ante posibles pérdida para, de esa manera, poder prevenir grandes fugas de hidrógeno.
5. Es una buena práctica de uso no emplear todo el contenido de la bombona. Generalmente, no se utiliza el último 10% de este, debido a que puede contener humedad, hidrocarburos y otras impurezas, que pueden contaminar los instrumentos. La presión en el interior del tubo previene el ingreso de aire, por lo que se recomienda que la presión residual no caiga por debajo de 0,5 MPa (70 psi).
6. Cuando se emplea gas de bombona, se debe utilizar un regulador de dos etapas con válvula de alivio. Los gases inflamables requieren un regulador con rosca izquierda. Es importante abrir y cerrar lentamente el regulador de presión y la válvula. Primero, se debe revisar la presión de la bombona, y luego se debe regular cuidadosamente el suministro de gas a la aplicación, hasta que se alcance la presión recomendada
7. Al emplear un tubo de alta presión, el operador no debe ubicarse frente a la conexión de la bombona, para evitar posibles accidentes. Una vez conectado, se debe revisar frecuentemente el equipo para detectar pérdidas, además de prestar atención a la lectura de los manómetros.
8. Las bombonas de hidrógeno deben equiparse con reguladores especiales, y se encuentra estrictamente prohibido el contacto con lubricantes. El operador no debe vestir ciertos elementos alrededor de ellas, como materiales que puedan acumular estática y generar una chispa, puesto que el hidrógeno es un gas extremadamente inflamable. Para todos los tubos de gases inflamables y de combustión, se debe mantener una distancia de almacenamiento de al menos 10 metros con respecto a fuentes de ignición. Si esto no es posible, deben emplearse el aislamiento y otras medidas de seguridad.
Siguiendo estos consejos se asegurará de que el uso de bombonas de gas sea lo más seguro posible. Sin embargo, los tubos son inherentemente peligrosos e introducen una gran cantidad de riesgos en el entorno de laboratorio. Estos riesgos deben considerarse seriamente a la hora de elegir o evaluar una fuente de gas de laboratorio.
Riesgos de seguridad de las bombonas de gas
Manipular bombonas de gas es una tarea riesgosa. El personal de laboratorio se encuentra bajo riesgo de un accidente cada vez que necesita trasladar un tubo de gas, y esta necesidad puede surgir frecuentemente, a veces cada semana o cada pocos días, dependiendo del uso de gas de cada laboratorio. Las bombonas son grandes y pesadas, por lo que toda persona encargada de moverlas debe estar entrenada para hacerlo de una forma segura, para prevenir las lesiones típicas asociadas al movimiento de objetos pesados, como el dolor de espalda y las distensiones musculares. Para trasladarlas, se debe emplear siempre un carrito apropiado para este fin. Si una bombona se cae o se daña durante su transporte, puede lastimar a la persona que la está desplazando, y también puede significar un riesgo importante para toda persona en las cercanías. Por ejemplo, si se daña un tubo de hidrógeno, puede causar una explosión o incluso convertirse en un cohete, lo suficientemente peligroso como para atravesar el concreto.
Con algunas bombonas de gas, el peligro puede ser menos evidente. Por ejemplo, si un tubo de nitrógeno desarrolla una pérdida, esto puede traer como resultado la asfixia del personal. Una bombona de nitrógeno típica contiene 9.000 litros de nitrógeno a alta presión. Esto significa que cualquier pérdida puede desplazar rápidamente al oxígeno de la atmósfera circundante. Una concentración de oxígeno en aire de menos del 18% afecta las funciones cognitivas, y una inferior al 6% causa un desmayo inmediato y daño cerebral.
Los beneficios de seguridad de utilizar un generador de gas
Afortunadamente, todos estos peligros pueden evitarse empleando un generador de gas en lugar de bombonas de gas.
Los generadores de gas producen gas bajo demanda, de acuerdo a los requerimientos del instrumental de laboratorio. Esto significa que solo almacenan una mínima cantidad de gas en un dado momento. Un generador de hidrógeno no almacena una cantidad suficiente como para alcanzar su límite inferior de inflamabilidad (LII), que es de un 4,1% en aire. En un laboratorio típico, se requerirían alrededor de 2.050 litros de hidrógeno para alcanzar el límite inferior. Con una bombona de hidrógeno, que contiene habitualmente unos 9.000 litros de hidrógeno, una pérdida podría significar llegar al LII en pocos minutos. Por el contrario, un generador de hidrógeno de Peak Scientific solo genera 500 cc de hidrógeno por minuto, por lo que para que se alcance el límite inferior en el mismo laboratorio se requerirían al menos 3 días, únicamente si el ambiente se encontrara herméticamente cerrado.
Este resultado es extremadamente improbable, dado que todos los generadores de hidrógeno de Peak incluyen las siguientes características de seguridad:
• Control de pérdidas internas durante el arranque
• Detección de pérdidas externas
• Monitoreo de la presión para prevenir fugas e incrementos significativos de la presión
• Apagado automático de la celda a altas presiones
• Alarmas visuales y auditivas
Los generadores de gas tampoco tienen ninguno de los riesgos asociados al traslado o cambio de bombonas. Esto se debe a que, una vez que el generador se encuentra en su lugar, no hay necesidad de moverlo. Con un mantenimiento regular programado, un generador de gas proveerá un suministro constante, a diferencia de las bombonas que se vacían y deben ser reemplazadas.
Si está considerando mejorar su fuente de gas para incrementar la seguridad en su laboratorio, cambiando de bombonas a un generador de gas, le gustará saber que, además de ser mucho más seguros que los tubos de gas, los generadores son más confiables y económicos. Producen una pureza de gas constante, a diferencia de las bombonas, que presentan inconsistencias en la pureza del gas, no solo entre tubos diferentes, sino también entre el primer y último uso de la misma bombona. Es por este motivo que se recomienda cambiar el tubo una vez utilizado el 90% de su capacidad, ya que el 10% restante puede contener niveles elevados de humedad e hidrocarburos, que pueden afectar el instrumental y los análisis.
Más allá de los obvios beneficios de seguridad de un generador de gas, también es posible ver el retorno de la inversión dentro de los 18 meses, lo que convierte al generador en una solución mucho más económica que la adquisición constante de bombonas de gas. Los gases contenidos en los tubos aumentan de precio cada año, al igual que los costos de alquiler y envío. Además, las bombonas pueden agotarse en momentos poco oportunos, lo que provoca tiempos de inactividad frecuentes del instrumental mientras son reemplazadas.
Los generadores de gas no son solo una solución más segura para el suministro de gas de laboratorio que las bombonas de gas, puesto que no presentan ninguno de los riesgos asociados con manipular tubos de gas y significativamente menos riesgo de explosión y asfixia, sino que, además, es claro que constituyen una opción más económica y confiable.
Para eliminar todos los riesgos e inconvenientes que son parte del uso de bombonas y cambiar a un generador de gas, contacte a Peak Scientific o visite nuestro sitio web para saber más.