El R-290 y su manejo

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El gas propano es utilizado en distintas aplicaciones en la industria de la refrigeración. Una de sus ventajas es que puede combinarse con múltiples elementos químicos. Es muy importante que al momento de manipularlo tomes en cuenta las diferentes medidas de seguridad, pues así podrás resguardar tu integridad y la de las personas a tu alrededor

Miguel A. González

El R-290 o gas propano es un hidrocarburo utilizado en algunos sistemas de refrigeración, como bombas de calor, equipos de refrigeración comercial, etcétera. Cuando trabajes con refrigerantes de tipo hidrocarburo, hay que asegurarse de que éstos sean de alta pureza, ya que cualquier proporción de residuos, como sulfuros o agua, contribuyen a la degradación de los aceites lubricantes de la instalación y a la rotura de compresores, entre otras fallas. Asimismo, si el R-290 está mezclado con otros hidrocarburos, podría variar drásticamente las propiedades físicas y termodinámicas de la sustancia original.

Tabla 1. Características del gas R-290

Por ello, es preciso implementar las buenas prácticas durante su manejo, debido a que el propano utilizado en aplicaciones de refrigeración no está odorizado como los de uso doméstico, lo cual dificulta su fácil detección en caso de fugas.

Aceites compatibles
El propano, al igual que el resto de los refrigerantes hidrocarburos, tiene muy buena miscibilidad con cualquier lubricante. Debido a esta característica (común entre estas sustancias y los aceites minerales), existen sistemas en los que son necesarios emplear aceites de mayor viscosidad para compensar este exceso de solubilidad.

Los compuestos que contienen silicona o silicatos no son recomendables. En cualquier caso, lo ideal es seguir las instrucciones y utilizar los lubricantes recomendados por el fabricante del compresor.

Tabla 2. Compatibilidad con lubricantes

Normas de seguridad
Al igual que con otros gases refrigerantes, el manejo del R-290 exige el cumplimiento de un conjunto de reglas para mantener a salvo a las personas y evitar cualquier tipo de accidentes, por lo que debes asegurarte de verificar los siguientes puntos en caso de una fuga:

  1. Cierra el paso del gas en caso de que no corras peligro
  2. Verifica que no haya llamas ni chispas
  3. No prendas las luces ni utilices aparatos electrónicos como celulares, teléfonos convencionales, etcétera
  4. Abandona el área de inmediato y asegúrate de que nadie se mantenga en el lugar
  5. Da aviso de fuga para que otras personas se pongan a salvo
  6. No regreses al área hasta que el proveedor de gas propano considere que es seguro
  7. Revisa el sistema para asegurarte de que no haya fugas

Recomendaciones técnicas
El R-290 es un gas de baja toxicidad y altamente inflamable.  Por ello, cuando trabajes con él, es imprescindible que lo hagas de manera segura y responsable. Además, se caracteriza por ser un asfixiante simple que desplaza al oxígeno en un ambiente contaminado, de tal manera que si llegaras a inhalarlo en grandes cantidades podrías experimentar sueño, mareos, euforia, ansiedad, espasmos e incluso narcosis. Algunas propiedades que debes tomar en cuenta cuando manipulas este gas:

Punto de inflamación: -104 °C
Temperatura de autoignición: 450 °C
Límites de explosividad: Inferior 2.1 por ciento /Superior 9.5 por ciento. Forma mezclas explosivas con el aire entre estas concentraciones
Límite de exposición ocupacional: asfixiante simple
Umbral de olor: propiedad de advertencia buena cuando contiene mercaptano odorante

Los síntomas de la deficiencia de oxígeno son:

Concentraciones de 12 a 16 por ciento de oxígeno en el aire: pulso y respiración acelerados, incoordinación muscular
Concentraciones de 10 a 14 por ciento: euforia, fatiga anormal
Concentraciones de 6 a 10 por ciento: náuseas, vómito, pérdida de conciencia
Concentraciones de oxígeno por debajo del 6 por ciento: convulsiones, colapso y muerte
La mayoría de estos efectos son temporales y cesan con la administración de oxígeno o simplemente respirando bastante aire fresco.

Equipos de protección personal
La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA, por sus siglas en inglés) establece un TLV-TWA (límite permisible de exposición en una jornada promedio de trabajo de ocho horas) de 1000 ppm (1800 mg/m3) para el gas propano. Con base en esto y en las propiedades del producto, los equipos de protección personal son:

Protección respiratoria: para concentraciones menores al TLV es recomendable utilizar un respirador de media cara con filtro para vapores orgánicos (debido al contenido de mercaptano que se usa como odorante). Para concentraciones superiores, en cambio, utilizar un respirador con línea de aire o equipo autocontenido, ya que no existe un filtro capaz de capturar propano
Ropa protectora: utilizar materiales que no produzcan cargas electrostáticas, por ejemplo, en polipropileno antiestático, algodón o cualquier otra fibra natural
Protección visual: aunque el propano no produce efectos sobre los ojos es recomendable usar monogafas o gafas de seguridad, debido a posibles irritaciones a causa del mercaptano
Guantes: no necesarios cuando no se manipula propano líquido

Ventilación de gas propano en talleres de reparación de equipos
Según el grado de contaminación del local, se deberá aplicar un mayor o menor número de renovaciones/hora de todo el volumen del mismo, según se observa en la tabla 3.

Tabla 3. Índices de renovación de aire

Situación del extractor
También, pueden darse una serie de indicaciones generales que fijan la pauta a seguir en la mayoría de los casos:

  1. a) Las entradas de aire deberán estar diametralmente opuestas a la situación de los ventiladores, de forma que todo el aire utilizado cruce el área contaminada
  2. b) Es conveniente situar los extractores cerca del posible foco de contaminación, de manera que el aire nocivo se elimine sin atravesar el local
  3. c) Procurar que el extractor no esté cerca de una ventana abierta, o de otra posible entrada de aire, a fin de evitar que el aire expulsado vuelva a introducirse o se formen bolsas de aire estancado en el local a ventilar

Ventilación localizada
La ventilación por captación localizada debe ser una prioridad ante cualquier otra alternativa, especialmente cuando se emitan productos tóxicos en cantidades importantes. Los elementos necesarios para una captación localizada:

  • Sistema de captación
  • Canalización de transporte del contaminante (en determinadas instalaciones)
  • Sistema separador (en caso de ser necesario)

El dispositivo de captación, que en muchos casos suele denominarse campana, tiene por objeto evitar que el contaminante se esparza por el resto del local. Se trata de la parte más importante de la instalación, ya que una mala concepción de este dispositivo impide al sistema captar correctamente los contaminantes o bien puede llevar, para compensar esta mala elección inicial, a la utilización de caudales, coste de funcionamiento y de instalación excesivos.

Figura 1. Campanas de captación localizada

Este componente adopta diversas formas, tal como se observa en la figura 1. Para que el dispositivo de captación sea efectivo, deberán asegurarse unas velocidades mínimas de captación. Esta velocidad se define como: “la velocidad que debe tener el aire para arrastrar los vapores, gases, humos y polvo en el punto más distante de la campana”.

 

Canalización de transporte
Una vez efectuada la captación y para asegurar el transporte del aire contaminado, es necesario que la velocidad esté dentro de la canalización e impida la sedimentación de las partículas sólidas que se encuentran en suspensión. Así, el dimensionado del conducto se efectuará según el tipo de materiales en suspensión.

Tabla 4. Características ecológicas del gas R-290

Principios de diseño
El rendimiento de una extracción localizada depende, en gran medida, del diseño del elemento de captación o campana. Una de las reglas más importantes es colocar los dispositivos de captado lo más cerca posible de la zona de emisión de los contaminantes.

La eficacia de los dispositivos de aspiración disminuye muy rápidamente con la distancia. Por ejemplo, para captar un determinado contaminante a una distancia L se necesita un caudal de 100 m3/h. Pero si la distancia de captación es el doble (2L), entonces se requiere un caudal cuatro veces superior al inicial para lograr el mismo efecto de aspiración de dicho contaminante (figura 2).

Figura 2. Principios de diseño de la captación

Sistema de extracción y dimensionamiento de ductos
Para mover el aire a través de una extracción localizada o de un sistema general de ventilación es necesario aportar energía, con el objetivo de vencer las pérdidas de carga del sistema. La mayoría de las veces, el aporte de energía proviene de ventiladores aunque, en algunos casos, la ventilación puede realizarse por convección natural sin el uso de estos aparatos.

Miguel González. Ingeniero Electromecánico y maestro en Ciencias en Ingeniería Mecánica. Actualmente es director administrativo y líder de proyectos de la empresa SSSIRSA, así como catedrático del Instituto Tecnológico de México. También es especialista en diseño mecánico por método de elementos finitos, en cálculo y diseño de sistemas de refrigeración para media y baja temperatura, y en manejo y aplicación de gases HC para el sector comercial.