Medición de fumigantes en industrias con almacenamiento de comida

Los fumigantes como fosfina (PH3), bromuro de metilo (CH3Br) y Vikane (floruro de sulfurilo SO2F2) son sustancias utilizadas como pesticidas en aplicaciones de control de plagas, fumigaci

Bromuro de Metilo (Bromometano)

Ficha de seguridad del Comité Internacional de Expertos del IPCS (© IPCS, CE 2010)

Se trata de un fumigante para plantas de almacenamiento de productos (alimentos, muebles, etc.) y aduanas. Debería haber sido eliminado a partir de enero de 2005 por al protocolo de Montreal debido a su impacto en la capa de ozono, pero aún continúa siendo utilizado y sobre todo para necesidades críticas por su costo y eficiencia. La concentración máxima permisible (CMP) según la resolución 295/03 es de 1 ppm y su valor techo (ceiling) es 20 ppm. Para la medición de este compuesto pueden utilizarse detectores de fotoionización (PID) para compuestos orgánicos volátiles con lámparas UV de 9.8 eV, 10.6 eV y 11.7 eV.

Conocido el potencial de ionización de la molécula de bromometano, la lámpara más recomendable para elegir en un detector PID que mida la concentración en aire es la de 10,6 eV ya que es la lámpara que mayor vida útil ofrece así también la más económica.
También es viable realizar la medición de manera directa con otros métodos de bajo costo, como es el caso de los tubos colorimétricos.

Gas Fosfina (PH3) y sus formas sólidas (fosfuro de aluminio)


Ficha de seguridad del Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (© INSHT, 2009)

El gas fosfina es utilizado como pesticida en unidades de almacenamiento de alimentos, especialmente para agricultura e industria marítima. Para asegurar adecuadamente el control de pesticidas varios cientos de ppm de fosfina se desprenden típicamente de una pastilla de fosfuro de aluminio (comprobados con un detector de amplio rango). Photoxin (55% de fosfuro de aluminio) es una fuente sólida que se fabrica de manera práctica (en pastillas) y libera lentamente la fosfina (PH3) de manera gaseosa cuando la pastilla entra en contacto con la humedad del aire. Otros nombres comunes de este tipo de sólidos son: Celphos, Quickphos, Gastowin, Delitia, gas Detia, Magtoxin y Agtoxin. El gas fosfina (PH3) tiene bajos límites de exposición; CMP: 0.3 ppm y CMP-CPT: 1 ppm.
Una de las características sobresalientes del fosfuro de aluminio es que solamente empieza su actividad hasta entrar en contacto con la humedad atmosférica. El olor picante del amoníaco es la primera señal de que se ha iniciado la descomposición y se empezará a liberar el gas fosfina por la hidrólisis del fosfuro de aluminio. Al iniciarse la descomposición del fosfuro de aluminio, la pastilla, de color gris, empieza a tornarse menos brillante hasta tomar un color gris mate polvoso. Finalmente la tableta se expande y se desintegra dejando un montoncito de polvo de volumen alrededor de 5 veces mayor al original de la pastilla.
El residuo de polvo es principalmente hidróxido de aluminio que no es tóxico ni irritante. Se elimina fácilmente por aspiración o barriendo el piso del área fumigada. Se requieren entre 24 y 48 horas para que el fosfuro de aluminio se descomponga y libere la mayor parte de la fosfina. El tiempo de descomposición depende de la humedad y la temperatura. El periodo de mayor gasificación ocurre entre 14 y 48 horas después de exponer el producto a la atmósfera.

1) Detectores de fotoionización (PID)

En la mayoría de los caso se utiliza una lámpara de 10.6 eV porque tiene buena sensibilidad y durabilidad. En altas concentraciones, la lámpara de 9.8 eV puede ser muy práctica para evitar interferencias por otros posibles orgánicos volátiles presentes. La ventaja de los PID sobre las otras dos (tubos colorimétricos y celdas electroquímicas) es que este procedimiento de medición es el bajo tiempo de respuesta (en pocos segundos), comparado con los otros dos que pueden demorar hasta minutos (en el caso más desfavorable). Un detector PID también ofrece una robusta bomba para realizar un muestreo activo, permitiendo realizar mediciones a distancia (con hasta 40 metros de representatividad) con una tubería flexible de material inerte (teflón y tygon) y para comprobar que no haya fugas en contenedores o espacios confinados.

Fenómeno de opacidad de la lámpara en la medición de fosfina
La fosfina es única en su comportamiento con los PID, la misma reacciona fotoquímicamente para formar productos que cubren la lámpara. Esto ocurre con todas las lámparas y se agrava con altas concentraciones y largos periodos de exposición. Se vuelve mucho más evidente con concentraciones de a cientos de partes por millón (ppm), pero incluso 20 ppm puede generar una notable caída en la respuesta en cuestión de minutos. Exposiciones cortas e intermitentes pueden ayudar a minimizar la acumulación de esas opacidades o revestimientos sobre la lámpara. Dichos revestimientos se quitan fácilmente limpiando el cristal de la lámpara con alcohol metílico. A concentraciones de CMP (de fosfina) las opacidades que genera son insignificantes.

Recomendaciones para medición de fosfina (PH3) con PID
a) Calibrar con isobutileno en lugar de fosfina (PH3)
b) Usar el menor tiempo de exposición como sea posible (por ejemplo: 10 segundos con un MiniRAE 3000)
c) Exponer a la menor concentración posible, es decir, usar una sonda de dilución si está disponible y permite medir con precisión.
d) En un MiniRAE 3000 o superior (UltraRAE 3000 o ppbRAE 3000) girar la lámpara hasta llegar a 150 (o utilizar una lámpara vieja)
e) Recalibrar frecuentemente, es preferible que sea cada pocas mediciones.
f) Limpiar la lámpara periódicamente.
g) Separa la bomba entre mediciones para evitar la acumulación de revestimiento.

2) Tubos colorimétricos

En este caso tenemos dos (2) marcas que pueden medir de manera directa y económicamente la concentración de fosfina en aire. RAE Systems, la primera, ofrece tres (3) rangos y resoluciones; en cambio Sensidyne-Gilian ofrece seis (6) rangos y resoluciones

3) Sensores electroquímicos

Los sensores electroquímicos pueden ser instalados tanto en detectores monogás como en multigás. Los detectores multigás tienen la ventaja adicional de poder contar con una bomba de aspiración eléctrica integrada.

Detectores monogas

En nuestro Boletín NotiSiafa N° 387 presentamos alternativas para la medición de formaldehido y metilmercaptano. En ella se describió en detalle la nueva gama de detectores multigás. Ahora vamos a presentar los detalles técnicos de la celda para medición de fosfina de manera directa para los detectores de las familias MultiRAE (PGM-6208/6208D/6228/6248), ToxiRAE Pro (PGM-1860), QRAE 3 (PGM-25XX) y ToxiRAE II (PGM-1192)

Complemento (PH3)

Una combinación útil podría ser utilizar tubos para medición en altas concentraciones y en dosis iniciales y un PID (detector de fotoionización) o sensor electroquímico para medición en exposiciones que estén en el orden de TWA, CMP o CMP-CPT. Como se hace referencia con anterioridad, las ventajas de los PID son el tiempo de respuesta y la potente bomba de aspiración eléctrica integrada, permite mediciones remotas y búsqueda de fugas. La ventaja de los tubos colorimétricos es que son de bajo costo y pueden medir concentraciones elevadas, mientras que las ventajas de las celdas electroquímicas, es que tienen un costo relativamente económico y la capacidad de medir bajas concentraciones de manera específica y con mucha eficiencia.

 

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