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8000 controller (página 2)




Partes: 1, 2

Amperio: (símbolo A), es la unidad de intensidad de corriente eléctrica. Forma parte de las unidades básicas en el Sistema Internacional de Unidades, El amperio es la intensidad de una corriente constante que manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro en el vacío, produciría una fuerza igual a 2·10-7 newton por metro de longitud.

Sirenas: (alarmas audibles), consiste en bocinas que amplifican la señal que envía el selector de tono.

Lámparas estroboscopicas: (alarma visual), consiste en un juego de luces que nos indican una alarma preventiva, estas son diseñadas aprueba de explosión, cuando son activadas proporcionan 80 destellos de alta intensidad por minuto.

Gas: proviene de la palabra caos, se compone de multitud de moléculas que se mueven de manera aleatoria y caótica, colisionando continuamente entre sí.

CAPITULO II.

Controlador 8000

2.1. CARACTERÍSTICAS DEL CONTROLADOR 8000

El Controlador 8000 de Industrial Scientific, es más que nada un sistema de monitoreo del medio ambiente y control de proceso, este controlador está diseñado para monitorear y controlar las condiciones del medio ambiente en instalaciones y espacios confinados para protección del personal y del lugar, en este caso nos limitaremos a hablar de el uso que se le da en las plataformas petroleras, reparación y mantenimiento de pozos petroleros localizados costa afuera y en tierra.

El Controlador "8000 controller" consiste en un Controlador basado en un microprocesador el cual procesa señales provenientes de varios transmisores y dispositivos sensores/detectores que tienen como función principal activar alarmas audibles y visibles.

Se encuentra en todas las plataformas y se ubica en el piso de perforación

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Fig. 1. Monitor del Controlador 8000

Fuente: Manual de Operación y Mantenimiento del Controlador 8000 pág. 2

El Controlador 8000 provee energía en sus salidas a los dispositivos que se requieren, en el caso de su uso en plataformas de perforación en las salidas se utilizan alarmas audibles y visibles y recibe señales de los transductores de LEL%, H2S y SO2. Las señales de los sensores/transductores están procesadas por el Controlador para proveer salidas como son las alarmas y la comunicación.

Las teclas programables en la portada del Controlador 8000 nos permiten la programación en el campo por si se añaden posteriormente sensores/transductores, o si tales necesidades como niveles de alarmas o dispositivos a ser controlados necesitan cambiarse. Es a prueba de sabotaje ya que requiere que el usuario ingrese el código de seguridad, el cual podemos observar en la figura 1 del anexo.

El Controlador tiene un botón externo de reseteado para que las alarmas puedan ser silenciadas sin necesidad de acceso a los controles internos. Dieciséis salidas de 5 amp en forma C están disponibles en el paquete de cada sistema. Cada canal puede controlar todos los sistemas de relevadores para permitir un sofisticado procedimiento de control lógico.

ESPECIFICACIONES

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2.3. COMPONENTES

Los componentes principales del controlador 8000, para efectuar las diferentes opciones de operación para la activación de los diferentes miedos del sistema del de alarmas que se utiliza en las plataformas petrolíferas de perforación son los siguientes: (ver fig. 2)

  • Fuente de alimentación

  • Tarjeta madre

  • Tarjeta de relevadores de salida

  • Relevadores de tiempo

  • Selector de tono

  • Interruptor termo magnético

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Fig. 2. Componentes del controlador

Fuente: Equipos de detección de gas y protección respiratoria pág. 2

2.3.1. Fuente de alimentación

Recibe una alimentación de corriente alterna de 127 volts que a su salida la convierte en un voltaje de 24 volts de corriente alterna con un consumo de energía de 300 watts, aunque el controlador puede recibir voltajes de 85 hasta 264 Volts de corriente alterna, este puede trabajar a una frecuencia entre los 47 y 63 Hertz, siempre y cuando se seleccione en la fuente de alimentación como queremos que este trabaje.

2.3.2. Tarjeta madre

Es la parte del controlador en donde se encuentra el circuito electrónico protegido por la carcasa, en el cual está ubicado el microprocesador el cual controla todas las señales de entrada, las procesa, las muestra en la pantalla principal del controlador, y ordena en dado caso que sea necesario mandar la señal y activar el relevador que a su vez activa una alarma dependiendo de qué gas fue el se detecto y si la intensidad de este es poca pero es dañina para la salud, la orden va a ser para el relevador de la alarma visible, pero en dado caso que se registre en altas concentraciones, el microprocesador manda a encender las alarmas visibles y audibles para alertar al personal que está trabajando en el área.

2.3.3. Tarjeta de relevadores de salida

En ella vienen distribuidos los dieciséis relevadores que controlan las salidas de comunicación externa del controlador que son activados por el microcontrolador y a su vez ellos activan a las alarmas ya sean audibles o visibles, cada relevador corresponde a un canal del controlador en total son dieciséis canales que tiene el controlador así que tenemos dieciséis relevadores como se muestra en la figura 3.

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Fig. 3. Tarjeta de relevadores de salida

Fuente: Manual de Operación y Mantenimiento del Controlador 8000 pág. 7

2.3.4. Relevadores de tiempo

Después de que los relevadores de los canales les llega una señal estos se activan y mandan a encender a una alarma ya sea visible o audible, pero antes de que esto suceda, la señal del relevador antes de que llegue a la alarma pasa por el RELEVADOR DE TIEMPO ye que la función de este es meter un retardo para que se consiga encender la alarma, dicho retardo puede ser predefinido por el usuario ya sea de tres segundos o de cinco segundos, eso se debe a que los gases son inestables en la atmosfera y cuando el transductor los detecta y el controlador quiere mandar a encender una alarma, con alguna corriente de aire se dispersa o el gas puede desaparecer en cuestión de segundos este retardo le sirve al controlador para darle un tiempo para reaccionar y evitar las falsas alarmas.

2.3.5. Selector de tono

El modulo UNIVERSAL es un producto capaz de generar dieciocho diferentes tonos con un microcontrolador. La selección de tonos resulta de programar el selector de cinco posiciones en la parte superior del modulo.

A continuación se listan algunas instrucciones de seguridad importantes que se deben seguir:

  • Todos los parlantes efectivos producen sonidos fuertes que pueden causar en ciertas ocasiones perdidas permanentes de oído y se deben tomar las debidas precauciones tales como asegurarse de las recomendaciones de la norma sobre nivel de ruido (OSHA 29 CFR. 1910.95) y (NOM- 011 STPS 1994) no se excedan del permitido.

Todos los niveles de sonido como continuos, intermitentes e impulsivos a partir de 80 a 130 decibelios serán integrados en las medidas de ruido.

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El selector de tonos tiene los siguientes datos:

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Fig. 5. Tarjeta de tono

Fuente: Equipos de detección de gas y protección respiratoria pág.3

2.3.6. Interruptor termo magnético

El interruptor termo magnético es de 8 amperes por donde entra la corriente de alimentación principal que alimenta la fuente principal y se encarga de distribuir la corriente en todo el controlador.

CAPITULO III.

Gases tóxicos

3.1. GAS DE DIÓXIDO DE SULFURO SO2

El Óxido de Azufre también llamado Dióxido de Sulfuro, gas Sulfúrico y Anhídrido Sulfúrico, cuya fórmula es SO2, es un gas incoloro con un característico olor asfixiante. Se trata de una sustancia reductora que, con el tiempo y en contacto con el aire y la humedad, se convierte en Óxido de Azufre. La velocidad de esta reacción en condiciones normales es baja. En agua se disuelve formando una disolución ácida. Puede ser concebido como el Anhidruro de un hipotético ácido Sulfuroso H2SO3. Esto en analogía a lo que pasa con el ácido Carbónico es inestable en disoluciones ácidas pero forma sales, los Sulfitos y Hidrogenosulfitos.

El Óxido de Azufre es un intermedio importante en la producción del ácido Sulfúrico. Se forma en la combustión de Azufre elemental o Sulfuros. Luego es oxidado en una segunda etapa al Óxido de Azufre (SO3) que puede ser transformado directamente en el Ácido Sulfúrico. Como catalizador se empleaba antiguamente Platino que ha sido sustituido en los sistemas más modernos por pentóxido de Vanadio (V2O5) Para su síntesis en el laboratorio es a menudo más conveniente añadir ácido sobre Sulfito. El Óxido de Azufre tiene propiedades desinfectantes. Por esto fue utilizado durante siglos en la desinfección por ejemplo de las cubas de vino quemando Azufre en su interior.

3.1.1. Aspectos toxicológicos del Sulfuro so2

El Óxido de Azufre es un gas irritante y tóxico. Afecta sobre todo las mucosidades y los pulmones provocando ataques de tos. Si bien éste es absorbido principalmente por el sistema nasal, la exposición de altas concentraciones por cortos períodos de tiempo puede irritar el tracto respiratorio, causar bronquitis y congestionar los conductos bronquiales de los asmáticos. La concentración máxima permitida en los lugares de trabajo es de 2 ppm.

El valor IDLH (Peligroso Para la Vida)

VALOR LETAL 100 ppm (262mg/m3)

UMBRAL de OLOR 0,5 ppm ( 1mg/m3 )

(Es detectado por el olfato humano)

3.2. GAS DE SULFURO DE HIDROGENO H2S.

El Ácido Sulfhídrico o sulfuro de hidrógeno es un ácido inorgánico de fórmula H2S. Este gas, más pesado que el aire, es inflamable, incoloro, tóxico y su olor es el de la materia orgánica en descomposición, como los huevos podridos. Con bases fuertes forma sales, los sulfuros. Su punto de ebullición es de 212,86 K.

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Fig. 6. Se compone por dos moléculas de Hidrogeno y una de Azufre

Fuente: Atención a emergencias por H2S pág. 15

El ácido sulfhídrico se encuentra naturalmente en el petróleo crudo, gas natural, gases volcánicos y manantiales de aguas termales. También se puede encontrar en aguas pantanosas, lagunas o aguas estancadas, desagües, estanques de harina o aceite de pescado, barcos pesqueros y alcantarillados.

Se han producido muertes en lagos o lagunas detenidas cuando el ácido sulfhídrico borbota desde las profundidades alcanzando a personas en su superficie. Como este ácido es más denso que el agua, se producen fraccionamientos por diferencia de densidad. Generalmente es por descomposición anaerobia de restos orgánicos.

También puede ocurrir como resultado de la degradación bacteriana de materia orgánica en condiciones anaeróbicas. Se genera en refinerías de petróleo.

Los nombres más comunes que se le da a este acido son:

Acido Sulfhídrico

Sulfuro de hidrogeno

Gas amargo

Gas hepático

Gas sulfhídrico

Sulfuro Hídrico

Gas de alcantarillas

Ráfaga mal oliente

Asesino Silencioso

H2S

El Acido Sulfhídrico (H2S) es un gas inflamable, incoloro con un olor característico a huevos podridos. Se le conoce comúnmente como ácido Hidrosulfúrico o gas de alcantarilla. La gente puede detectar su olor a niveles muy bajos. Es uno de los principales compuestos causantes de las molestias por malos olores. Por esto se han desarrollado diferentes procesos de desodorización que lo eliminan de la corriente contaminada, como por ejemplo los procesos de Tratamiento de gas con Aminas.

3.2.1 Propiedades y características

A continuación se listan las propiedades y características principales del gas acido sulfhídrico.

  • El riesgo principal al respirarlo es muerte por inhalación. cuando se inhala el gas y la cantidad absorbida dentro de la sangre excede la que con facilidad puede ser oxidada por nuestro cuerpo, resulta un envenenamiento sistémico, con una acción general en el sistema nervioso, en ese momento se dificulta el respirar en y en corto tiempo se puede presentar una parálisis respiratoria inmediata. Podría ocurrir una muerte por asfixia a menos que la persona expuesta sea trasladada inmediatamente al aire fresco y que sea estimulada su respiración por una técnica de salvamiento.

  • Al quemarlo, se produce dióxido de azufre (SO2). Este producto químico también es toxico, puede irritar severamente los ojos, nariz, garganta y sistema respiratorio.

  • El gas sulfidrico es soluble en agua, aceite y en la mayoría de los liquidos organicos, pero cuando la temperatura aumenta o es agitado, la solubilidad disminuye y las concentraciones altas del gas sulfhídrico son liberadas.

  • El gas sulfhídrico reacciona violentamente con los oxidantes fuertes, oxidos de metales, peróxido, álcalis fuertes, metales activos, y algunos plásticos y hules.

  • Es corrosivo, forma espontáneamente subproductos inflamables de sulfuro de fierro.

  • En su estado gaseoso es más pesado que el aire, se encuentra frecuente mente en las partes bajas como en el fondo de tanques y tuberías.

  • El gas sulfidrico es un gas incoloro, y transparente.

  • Es inflamable, los vapores pueden viajar considerables distancias hacia una fuente de ignición y retornar en flama.

  • En concentraciones bajas huele como a "huevos podridos".

  • El sentido del olfato se pierde después de dos a quince minutos de exposición que lo hacen imposible de detectar por la nariz y se vuelve muy peligroso.

  • Es un gas asfixiante, toxico, venenoso y altamente mortal. Cinco a seis veces mas toxico que el monóxido de carbono. El cianuro de Hidrogeno (HCN) es superior en un segundo al H2S.

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Tabla 1. Peligros del H2S según la NFPA

Fuente: Reglamento Federal de transporte ART. 38

  • El H2S forma una mezcla explosiva con el aire en concentraciones entre 4.3% (limite de inflamabilidad inferior) y 46% (limite de inflamabilidad superior) por volumen.

  • La temperatura de autoignición del H2S es de 260°C (el cigarro se quema a 760°C).

  • El H2S se quema con una flama azul y produce Dióxido de azufre (SO2), el cual es menos toxico que el H2S, pero irritante para los ojos y pulmones y puede causar serios daños. En casos extremos, puede desarrollar neumonía química (edema pulmonar) en unas cuantas oras.

  • Produce irritación a los ojos, garganta y sistema respiratorio.

  • Valor umbral limite / tiempo promedio ponderado (TLV / TWA-ACGIH) en un máximo de exposición de ocho oras de exposición sin protección respiratoria a 10 partes por millón (ppm).

  • Limite de exposición permisible / tiempo promedio ponderado (PEL / TWA-ASHA) en un máximo de ocho oras de exposición sin protección respiratoria a 20 ppm. (OSHA esta haciendo cumplir 10ppm bajo la clausula de obligación general 5(a)1).

  • Es soluble en agua y líquidos hidrocarburos. El H2S se disuelve en agua formando un acido débil hidrosulfuroso.

El ácido sulfhídrico es extremadamente nocivo para la salud, bastan 20-50 ppm en el aire para causar un malestar agudo que lleva a la sofocación y la muerte por sobreexposición. Debido a su toxicidad, está ubicado directamente abajo del ácido cianhídrico (HCN). Es habitual que obreros del sector portuario sean afectados con resultados fatales cuando se introducen a bodegas que han transportado productos derivados de la pesca. En este caso, la fuente del ácido sulfhídrico son las proteínas sulfuradas que se degradan liberando el mencionado ácido.

3.2.2. Toxicología del gas sulfhídrico.

La toxicidad del sulfhídrico es parecida a la del cianhídrico. La causa por la cual de a pesar de la presencia más masificada de este compuesto hay relativamente pocos muertos causados es el mal olor con que va acompañado. Sin embargo a partir de los 50 ppm tiene un efecto narcotizante sobre las células receptoras del olfato y las personas afectadas ya no perciben el olor. A partir de los 100 ppm se puede producir la muerte.

Como la densidad del sulfhídrico es mayor que la del aire se suele acumular en lugares bajos como pozos, etc. donde puede causar víctimas. A menudo se producen varios afectados, una primera víctima se cae inconsciente y luego son afectados también todos los demás que van en su rescate sin el equipo de protección necesario. El sulfhídrico parece actuar sobre todo sobre los centros metálicos de las enzimas, bloqueándolas e impidiendo de esta manera su funcionamiento. Para un tratamiento se recomienda llevar al afectado lo más rápidamente posible al aire fresco y aplicar oxígeno puro. Además el ión sulfuro se combina con la hemoglobina del mismo modo que el oxígeno precipitando la asfixia del organismo.

La exposición a niveles bajos de ácido sulfhídrico puede producir irritación de los ojos, la nariz o la garganta. También puede provocar dificultades respiratorias en personas asmáticas. Exposiciones breves a concentraciones altas de ácido sulfhídrico (mayores de 500 ppm) puede causar pérdida del conocimiento y posiblemente la muerte.

En la mayoría de los casos, las personas que pierden el conocimiento parecen recuperarse sin sufrir otros efectos. Sin embargo, algunas personas parecen sufrir efectos permanentes o a largo plazo tales como dolor de cabeza, poca capacidad para concentrarse, mala memoria y mala función motora. No se han detectado efectos a la salud en personas expuestas al ácido sulfhídrico en las concentraciones que se encuentran típicamente en el ambiente (0.00011-0.00033 ppm). Los científicos no tienen información que demuestre la muerte de personas envenenadas al ingerir ácido sulfhídrico. Cerdos que ingirieron alimentos que contenían ácido sulfhídrico sufrieron diarrea por varios días y perdieron peso aun después de 105 días.

Los científicos poseen poca información sobre lo que sucede cuando una persona se expone al ácido sulfhídrico a través de la piel. Sin embargo, se sabe que es necesario tener cuidado con el ácido sulfhídrico en forma de líquido comprimido, ya que puede causar quemaduras de la piel por congelación.

A pesar de la alta toxicidad del gas sulfhídrico para los mamíferos hay muchos microorganismos que toleran elevadas concentraciones de este gas o que incluso se alimentan de el. Así hay teorías que asocian la metabolización del gas sulfhídrico como existe por ejemplo cerca de fuentes volcánicas subacuáticas con el desarrollo de la vida en la Tierra.

Tabla 2. Comparación de toxicidad de varios gases.

Fuente: Atención a emergencias por H2S pág. 12

  • LIMITE: Concentración a la cual se cree quedaran expuestos todos los trabajadores en repetidas ocasiones, día tras día, sin sufrir efectos adversos.

  • PELIGROSO: Concentración que puede ocasionar la muerte.

  • LETAL: Concentración que causara la muerte con una exposición de corta duración.

3.2.3 Vías de absorción del H2S

La mayoría de las intoxicaciones por exposición ocupacional a ácidos sulfhídricos ocurren en los trabajos de la industria petrolera, manejo del gas natural, desprendimiento del suelo como gas de los drenajes y como subproductos de de reacciones químicas en la fabricación de rayón, viscosa y en algunos procesos de curtido de pieles.

Al quemarlo emite otro producto peligroso, el dióxido de azufre (SO2). Este químico puede irritar severamene los ojos, nariz, garganta y sistema respiratorio.

Las vías de absorción natural son:

  • Piel

  • Gastrointestinal

  • Respiratoria

  • Absorción atreves de la piel.

La piel se constituye como una barrera adecuada, sin embargo varias sustancias pueden ser absorbidas a través de ella. Sobre todo cuando esta cuenta con lesiones o excoriaciones, la absorción a través de ella puede ser muy rápida.

Cuando la sustancia entra en contacto con la epidermis puede sobrevenir que la piel sea un parapeto eficiente, o bien que se genere prurito o sensibilización en el área de contacto, y posteriormente pase la sustancia a la corriente sanguínea.

La absorción vía cutánea (agua y aire), del H2S es mínima, aunque se han publicado casos de intoxicación por aplicación de preparados dermatológicos que contienen compuestos azufrados como el sulfuro de amonio utilizado para el rizado de cabello.

Fig. 7. El H2S es absorbido por la piel en bajas concentraciones.

Fuente: Atención a emergencias por H2S pag.17

  • Absorción gastrointestinal.

El ingreso por vía oral, como se denomina también, ocurre por la ingestión directa de agua, o alimentos contaminados, o la misma sustancia toxica también. Es relevante señalar que la absorción de la sustancia, dentro del sistema gastrointestinal, puede ser rápida o muy lenta, dependiendo de las características intrínsecas de la misma. Al ser ingerido vía oral el H2S, se distribuye rápidamente a varios órganos, incluyendo el sistema nervioso central, pulmones, hígado, etc.

Fig. 8. Puede ocurrir intoxicación de H2S por absorción gastrointestinal.

Fuente: Atención a emergencias por H2S pag.18

  • Absorción respiratoria

Hay que hacer hincapié, que esta vía de exposición es la más trascendental en el área laboral, sobre todo en las fábricas y actividades manufactureras, debido al uso frecuente de sustancias químicas.

Lo sobresaliente de esta ruta consiste en que puede ser difundido y pueda producir un daño local, o bien, introducirse de manera directa al torrente sanguíneo. El H2S se absorbe de manera muy rápida por la vía respiratoria, casi de forma exclusiva, produciendo su efecto irritante aun en concentraciones bajas como 50 ppm.

Fig. 9. La intoxicación más común es por absorción respiratoria.

Fuente: Atención a emergencias por H2S pag.17

3.3. GASES COMBUSTIBLES LEL

Siglas de Lower Explosive Limit (Límite Inferior de Explosividad). Porcentaje mínimo, en volumen, de un gas que, mezclado con aire a temperatura y presión normales, forma una mezcla inflamable.

Las atmósferas de los espacios confinados que contengan gases combustibles, pueden pasar por tres niveles. Estos niveles, están de acuerdo al porcentaje de mezcla de gas combustible y aire y son:

1. Nivel pobre: no hay suficiente gas combustible en el aire como para arder.

2. Nivel rico: tiene mucho gas y no suficiente aire.

3. Nivel explosivo: tiene una combinación de gas y aire que forma una mezcla explosiva que en contacto con una fuente de calor lo suficientemente intensa o foco de ignición suficientemente enérgico,puede ocasionar una explosión.

Para realizar trabajos en el interior de estos espacios confinados, hay que reducir las concentraciones de gas combustible, a menos del 10 % de su LlI (límite inferior de inflamabilidad) y/o a menos del 10 % de su LlE (límite inferior de explosividad).

CAPITULO IV.

Sistemas de alarmas

4.1. ALARMAS AUDIOVISUALES

El controlador 8000 cuenta con un sistema de alarmas para advertir de la presencia de los distintos tipos de gas. Los sistemas de detección fija deben contar con alarmas externas audibles y visibles, estas alarmas son de mucha utilidad en especial en lugares de mucho ruido como son las plataformas petrolíferas. La ubicación de estas debe ser independiente a otras alarmas (en caso de existir), los sonidos y las luces para advertir la presencia de gases debe ser única para cada tipo de gas.

4.1.1. Alarmas visuales

Consiste en un juego de luces que nos indican una alarma preventiva, estás son diseñadas a prueba de explosión, cuando éstas son activadas proporcionan 80 destellos de alta intensidad por minuto. Estas alarmas se activan normalmente cuando se detecta una concentración de gas ácido sulfhídrico de10 ppm y en el caso de presencia de gas combustible a 10 % de LEL.

Es necesario aclarar que mientras no baje la concentración de gas de 10 ppm de gas ácido sulfhídrico o 10 % de LEL o a 2 ppm de SO2, las alarmas visuales no dejarán de emitir los destellos luminosos, incluso aunque rebasarán la concentración en que empiezan a escucharse las alarmas audibles, tampoco dejarán de emitir su señal visible. Todo equipo de detección fija debe tener un sistema de alarma interna que informe de un mal funcionamiento que a su vez sea fácil de identificar para que se reporte la posible falla y se corrija lo más pronto posible, minimizando así las probabilidades de pérdida o incidentes no deseados.

Fig. 10. Alarmas visibles

Fuente: Curso RIG-PASS pág. 76

Estas se instalan en las siguientes áreas:

  • Piso de perforación

  • temblorinas ,

  • presas de lodos

  • Cuarto de maquinas

Podemos observar la ubicación específica en las plataformas de perforación en la figura 2 del anexo.

Estas alarmas tienen los siguientes datos de placa:

El código de colores que nos indican la presencia de gas es la siguiente:

  • Color azul.- parpadeando significa que existe presencia de gas sulfuro de hidrogeno (H2S) en una concentración de 10 a 19 ppm, habrá también un repiqueteo de alarmas audibles con timbres cortos similares a los de una sirena de policía, cuando esta registre 20 ppm o más.

  • color ámbar.- parpadeando nos indica que existe presencia de gases combustibles (LEL) en una concentración de 10 a 19%. Habrá también un repiqueteo de la alarma audible con timbres largos similares a los de una ambulancia, cuando esta registre 20% o más.

Color verde.- En el juego de alarmas visuales contamos con una lámpara color verde que se mantiene energizada las 24 hrs. Esta luz verde nos indica que tenemos una condición normal de operación del sistema electrónico de detección de gas. Si se encuentra apagada nos está indicando que tenemos un problema de comunicación entre el controlador y el transmisor la cual nos ocasiona un fault (falla) en el canal del controlador.

  • Color rojo.- nos indica presencia de gas dióxido de azufre (SO2)

4.1.2. Alarmas audibles

Consiste de bocinas a prueba de explosión que amplifican la señal que envía el selector de tono (con una frecuencia de 60 hertz. y 104 decibeles, aproximadamente, puede variar de acuerdo al tipo de modelo). Estas alarmas normalmente se activan cuando se detecta una concentración de 20 ppm (Partes por Millón), de gas ácido sulfhídrico (por el sistema de detección fija), también cuando existe un sistema de detección fija de gas combustible (explosividad), estás alarmas se activan cuando se llega a una concentración mínima de 20 % de LEL (Límite de Explosividad Inferior, por sus siglas en inglés).

Es importante recordar que mientras este sonando una de gas (sulfhídrico o combustible), esta no dejará de concentración de:

  • 20 ppm por presencia de H2S.

  • 20 % de LEL por presencia de gas combustible.

Sus características son las siguientes:

Estas se instalan en las siguientes áreas:

  • Piso de perforación

  • temblorinas

  • presas de lodos

  • Cuarto de maquinas

Fig. 12. Conjunto de alarmas audibles y visibles

Fuente: Curso RIG-PASS pág. 75

CAPITULO V.

Operación del controlador 8000

5.1 OPERACIÓN

La Fuente de Energía de 24 VDC convierte a la corriente entrante de 110 VAC a 24 VDC. La salida de 24 VDC prende el Printed Circuit Board (PCB) (Placa de Circuito Impreso), la luz ámbar que indica que está encendido y los sensores/transmisores. El PCB procesa las señales análogas entrantes del sensor y transmite la señal procesada. El PCB acciona la pantalla, la luz Roja ALARM, la luz Verde ALL CLEAR, los modems, y el Relevador/Output PCB. El bloque del diagrama del sistema se indica en la Figura 3 del anexo.

El Tablero de Circuito Impreso ejecuta el programa de monitoreo y control. El PCB digita las señales del sensor procesadas y compara cada nivel de señal un nivel de alarma programado y a condiciones programadas de salida. De ser necesario, el Controlador transmite señales de impulso de alarma y relevador. El Controlador manda información visual al Display Assembly (Pantalla de Ensamblaje) LCD a través de PCB. El Controlador produce datos en serie y los envía directamente al puerto serial y al modem (cuando ha sido adquirido) a través del Controlador PCB. Los cambios al programa de monitoreo y control son transmitidos al Controlador a través de las teclas. Las teclas dan acceso a los menús de instalación para definición del sensor, condiciones de alarma, y condiciones de salida.

El Relevador/Output PCB recibe señales de impulso del PCB y energiza y desenergiza los relevadores de salida en el PCB. La Bocina de Alarma impulsa las señales, y el botón de líneas censoras RESET son pasadas a través del Relevador/Output al PCB. El invertidor PCB recibe 5 VDC del PCB y genera una señal para generar la retro iluminación catódica fluorescente fría.

Toda la información aparece en la Pantalla de Ensamblaje LCD de alta resolución (320 X 200 pixel) y contraste alto. El texto y los gráficos pueden ser programados en la pantalla.

El Controlador 8000 está diseñado para monitorear una gran variedad de funciones de sensores/transductores que pueden detectar cualquiera o todas las siguientes condiciones:

  • niveles de gas

  • seguridad

  • medio ambiente

  • administración de energía.

Este controlador está diseñado para monitorear hasta 8 o 16 canales diferentes. El controlador 8000 es programable y está protegido por un código de entrada. Este puede aceptar entradas de datos digitales o análogas (4-20 mA o señales de on/off), tomando en cuenta que cuando la señal del sensor/transductor es de 4 mA la señal que el controlador interpreta es de 0% de gas explosivo y 0 ppm de H2S y cuando la señal es de 20 mA es el tope máximo del rango del sensor que puede ser en gas explosivo es de 99% o en H2S es de 999 ppm de esta forma se puede mostrar en pantalla niveles o condiciones detectadas por los sensores, y podemos obtener del controles de salida.

Antes de intentar programar el controlador 8000, debemos ingresar el código de acceso.

El código de acceso que se proporciona para garantizar seguridad a prueba de sabotaje del controlador 8000.

Su código de acceso a sido programado así:

1. Presione ENTER

2. Presione PRGM SENSOR

3. Presione FLECHA ARRIBA

4. Presione FLECHA ABAJO

5. Presione FLECHA ARRIBA

6. Presione ENTER

5.2. OPCIONES DE PROGRAMACIÓN

A continuación se mostrara una lista de de los sensores/transductores disponibles en el controlador 8000:

En el caso particular de su uso en plataformas de perforación, reparación y mantenimiento de pozos petroleros localizados costa afuera y en tierra en el golfo de México los sensores/transductores que se requieren son los de SO2, H2S y LEL%.

5.3. CONDICIONES DE ALARMA

La alarma del Controlador se prende cuando:

  • Se Excede el Límite (Exceed a Limit)

  • Bajo el Límite (Below a Limit)

  • Fuera de Rango (Outside a Range)

  • Dentro del Rango (Within a Range)

  • Condición Presente (Condition Present)

  • Condición Ausente (Condition Absent)

  • Ninguno (None)

5.4. CONDICIONES DE CONTROL (RELEVADOR)

El relevador se energiza (se activa, se cierra el contacto) cuando:

  • Exceda el Límite (Exceed a Limit)

  • Bajo el Límite (Below a Limit)

  • Fuera de Rango (Outside a Range)

  • Dentro de Rango (Within a Range)

  • Condición Presente (Condition Present)

  • Condición Ausente (Condition Present)

  • Ninguno (None)

El controlador cuenta con una tarjeta de dieciséis relevadores de salida de 5 Amp, están disponibles en el paquete de cada sistema. Cada canal puede controlar todos los sistemas de los relevadores para permitir un sofisticado procedimiento de control lógico.

Fig. 13. Tarjeta de relevadores

Fuente: Equipos de detección de gas y protección respiratoria pág.5

5.5. PARÁMETROS PARA SU INSTALACIÓN.

Acciones requeridas para programar cada bloque en la pantalla (¡Después de ingresar al código de acceso!)

1.- La luz ámbar que dice POWER ON significa que el Controlador está prendido

2.- Programe cada canal para el sensor de entrada deseado.

3.- Determine la lógica de alarma requerida para cada sensor.

4.- Fije un valor (o valores) para una condición de señal de alarma (si lo requiere la lógica de la alarma).

5.- Si se requiere, determine las salidas de control del relay que deben ser activadas por cada sensor (si entra en estado de alarma).

6.- Defina las condiciones para la activación del control (relay) para cada salida del control.

7.- Defina un nivel (o niveles) para el control de la activación para cada salida del control.

Algunas acciones de programación se aplican a todos los bloques y a toda la pantalla. Aquellos incluyen programación de la fecha, hora, día de la semana, si las salidas se aseguran o no se aseguran, y asignación de un relay para energizar cuando la alarma se activa.

8.- Documente el procedimiento de la instalación e instruya al personal en lo que deben hacer, si el sistema entra en alarma.

CAPITULO VI.

Calibración

6.1. DEFINICIONES DEL TECLADO

  • Luces:

Alarm (alarma): Indica que el sistema está El estado de alarma (luz roja).

All clear (limpiar todo): Indica que todas las entradas están en límites seguros (luz verde).

  • Teclas:

Program sensor (programar sensor): Define la entrada o salida de un sensor monitoreado para un canal en la ventana de la pantalla principal.

Program alarm (programar alarmas): Define la condición de la alarma (o lógica) para un canal específico (alarmas internas del controlador).

Program output (programar salidas): define la condición (o lógica) bajo la cual un relevador de salida será activado

Teclas de flechas (arriba y abajo): Se usan para seleccionar el canal activo y para hacer la selección del menú.

Clear alarm (limpiar alarmas): Realiza el reseteo del sistema.

Enter (entrada): Programa (o registra) una entrada (o una selección)

Calíbrate sensor (calibrar sensor): Permite el modo de calibración.

Check configuración (checar configuración): Exhibe el estado (# de canal, tipo de censor, puntos de instalación de alarma y puntos de instalación de salida) en cada canal individual (uno a la vez).

Fig. 14. Teclados e indicadores del controlador

Fuente: Equipos de detección de gas y protección respiratoria pág.6

6.2. ASIGNACIÓN DE SALIDAS PARA CADA CANAL

En la siguiente tabla se muestran las distintas condiciones de alarma y limites que se tienen que configurar en los diferentes canales de H2S y LEL, para que nuestro controlador active o desactive un relevador automáticamente.

Tabla 3. Asignación de salidas en el controlador 8000

Fuente: Manual de Operación y Mantenimiento del Controlador 8000 pág. 16

6.3. CONFIGURACIÓN DE UN CANAL

En este espacio nos enfocaremos a dar los pasos específicos para la configuración necesaria para los controladores que se utilizan en plataformas de perforación, reparación y mantenimiento de pozos petroleros localizados en las costas del golfo de México que es lo que nos interesa.

  • 1. Se accede al modo de programación presionando el botón de entrada "enter" (ver fig. 15), aparecerá en la parte inferior izquierda de la pantalla el texto "enter access code" (introduce la clave de acceso). En este momento se introducirá la clave de acceso presionando los siguientes botones:

1. Presione ENTER

2. Presione PRGM SENSOR

3. Presione FLECHA ARRIBA

4. Presione FLECHA ABAJO

5. Presione FLECHA ARRIBA

6. Presione ENTER

Fig. 15. Teclado del controlador 8000

Fuente: Equipos de detección de gas y protección respiratoria pág.8

  • 2. Después de introducir la clave de acceso correctamente, el texto "enter access code" desaparece y el canal 1 se seleccionará automáticamente. El cursor está representado por medio de un fondo inverso a los colores del texto que hace resaltar la posición actual del cursor y la opción a seleccionar, ejemplo: CH1.

Si hay una secuencia incorrecta, presione cualquier botón hasta que el texto

"enter access code" (introduce la clave de acceso) desaparezca; luego, reinicie la secuencia de entrada presionando el botón "enter' y enseguida la clave de acceso. Dentro del modo de programación, el controlador regresara al modo de monitoreo si detecta que ningún botón es presionado en aproximadamente 15 minutos. Esto garantiza que el sistema no puede permanecer indefinidamente en el modo de programación.

Se selecciona el canal que se va a configurar mediante las flechas adicionales posicionando el cursor sobre el número del canal deseado.

  • 3. Oprimir la tecla "prgm sensor" (programar sensor) (ver fig.15) con el cual se desplegará un menú con 3 opciones:

Turn sensor on

Turn sensor off

Select a new sensor

Con las flechas direccionales mover el cursor a la opción "select a new sensor" (seleccionar un nuevo sensor) que inmediatamente desplegará un listado de sensores, de los cuales solo nos interesan 3 de ellos: "gas explosivo" 0-99%, "H2S 0-99 ppm" "H2S 0-999 ppm"

Para los primeros 6 canales del controlador se seleccionara los sensores de H2S y para los canales del 7 al 12 se seleccionará el sensor "gas explosivo". Cabe mencionar que una vez que se entra a esta función de seleccionar un nuevo sensor se deberán configurar todos los parámetros de salida y los rangos del canal. Una vez programado el sensor, salimos de este menú oprimiendoMonografias.com

Continuando con el procedimiento de operación de los canales.

Ejemplo: configuración del canal #1

  • 4. Oprimir la tecla (ver fig. 15), aparecerá en pantalla setect output # 1 Oprimir

    aparecerá el siguiente menú.

Condiciones en las que va a trabajar:

  • Excced a limit (excede un límite)

  • Below a limit (por debajo de un límite)

  • Outside a range (fuera de rango)

  • Withing a range (dentro de un rango)

  • Exceed low/high (excede un valor bajo/alto)

  • None (ninguno)

  • 5. Mueva el cursor con la flecha

    hasta posicionarse en Excced a limit y oprimaMonografias.com desplegara la pantalla representada en la figura 16.

Fig. 16. Selección del valor de salida de alarma baja de H2S

Fuente: Equipos de detección de gas y protección respiratoria pág.9

  • 6. Con las teclas de flechas(ver figura 15) cambiar el valor a 10 y presionar Monografias.comvolverá a la pantalla original de todos los canales.

  • 7. Verificar que la configuración a sido aceptada por el controlador mediante la tecla "check confign" (ver figura 15).

Nota: Para configurar los siguientes canales se lleva a cavo el mismo procedimiento que el canal anterior.

Fig. 17. Menú principal de configuración de canal

Fuente: Equipos de detección de gas y protección respiratoria pág.9

En la figura anterior (fig. 17) muestra el estatus del canal, indicando cual es el relevador de salida que será activado al cumplirse las condiciones configuradas y así mismo poder activar las alarmas audiovisuales del sistema. En la figura 4 del anexo podemos ver el diagrama de funcionamiento de las alarmas visuales y audibles.

En las configuraciones de los canales de H2S y gas combustible (LEL), se programan condiciones para activar un relevador de salida que active determinada alarma, La configuración original de los relevadores predispone que sé energicen de acuerdo a su lógica de salida y que automáticamente sé desenergizen cuando la lógica de salida ya no sé está presentando.

Por ejemplo: un relevador que este programado para activarse cuando la concentración de H2S excede las 20 ppm sé desenergizara cuando la concentración de H2S sea por debajo de las 21 ppm.

En el diagrama de la fig. 4 nos muestra la secuencia del funcionamiento del controlador pará la activación de las alarmas visuales y audibles que indican la presencia de gas H2S y gas combustible.

  • Secuencia:

En la configuración de los canales, las primeras cuatro salidas son para activar las alarmas visuales y audibles. cuando se tiene una concentración por arriba de 10 ppm hace cumplir la condición "excede un límite de 10 ppm" configurada en la salida numero 1 y nuestra tarjeta del controlador manda un voltaje de 24 VCD a la bobina del relevador de salida (RS1), haciendo que su contacto normalmente abierto (N.O) se cierre permitiendo el paso de 110 VCA para energizar la bobina del relevador con retardo de tiempo de 10 segundos (RT1) ya pasado el tiempo el contacto normalmente abierto (N.O) con numeración 15-18 del relevador de tiempo (RT1) cierra permitiendo el paso de 110 VCA proveniente del interruptor termo magnético (lTM) para energizar la luz azul que indica la presencia de H2S.

Al seguir incrementando la concentración de H2S arriba de 20 ppm hace cumplir la condición "excede un límite de 20 ppm" configurado en la salida numero 2 y nuestra tarjeta del controlador manda 24 VCD a la bobina del relevador de salida (RS2) haciendo que su contacto normalmente abierto (N.O) se cierre permitiendo el paso de 110 VCA para energizar la bobina del relevador con retardo de tiempo de 10 segundos (RT2), pasado el tiempo el contacto normalmente abierto (N.O) con numeración 15-18 del relevador de tiempo (RT2) cierra permitiendo cerrar un circuito entre 7 y 8 de la tablilla del selector de tonos para poder generar el tono de H2S y ser enviado por la tablilla 1 y 2 hacia las sirenas.

Nota: La misma secuencia es para la activación de las alarmas visuales y audibles que indica la presencia de gas combustible (LEL), que sus condiciones de alarma se configuran en salida 3 excede un límite de 10 % y en salida 4 excede un límite de 20 % y para el tono se cierra el circuito entre 7 y 9 de la tablilla del selector de tonos. Cabe mencionar que las sirenas y el selector de tonos siempre se encuentran energizados con 110 VCA.

6.4. SIMULACROS

En todas las plataformas de perforación, reparación o mantenimiento de pozos se realizan simulacros de presencia de gas H2S y otros gases para que el personal sepa cómo actuar con la presencia de estos.

Nuestro controlador tiene un arreglo para efectuar simulacros de H2S sin inyectar gas al sensor. El controlador tiene un selector de simulacro de tres posiciones que nos da las opciones de "realizar simulacro", "posición normal de operación" y "silenciar las alarmas audibles".

Fig. 18. Selector para realizar simulacro

Fuente: Equipos de detección de gas y protección respiratoria pág.14

  • Secuencia de simulacro de H2S

Cuando el selector se pone en posición de simulacro se cierra el contacto (C1) permitiendo que sé energice la bobina del relevador (RS) con 24 VCD que nos proporciona la fuente de alimentación, al energizarse dicha bobina cierran los contactos normalmente abiertos permitiendo el paso de 110 VCA para energizar las bobinas de los relevadores de retardo de tiempo (10 seg.) RT1 y RT3 y así cerrar los contactos normalmente abiertos (15-18) de ambos relevadores de tiempo y permitir alimentar la lámpara azul y cerrar el circuito entre 7y 8 de la tablilla del selector de tonos para poder generarse el tono de H2S.

Nota: cuando se coloca el selector en posición de silenciar se abre el contacto normalmente cerrado (C2) para interrumpir el circuito del tono de H2S. Cabe mencionar que solo se utiliza cuando hay presencia de gas H2S en fugas controladas, y así no alertar al personal que se encuentre en descanso.

El selector siempre se encuentra en posición normal en condiciones de operación.

CAPITULO VII.

Mantenimiento

7.1. MANTENIMIENTO PREVENTIVO

Para fines de seguridad, los sistemas de alarmas, controles de salida, y los sensores deben ser inspeccionados regularmente para un rendimiento apropiado.

  • En cada canal activo, desconecte el cable de señal del sensor mA y verifique que la pantalla indique una condición FAULT. Vuelva a conectar el cable de señal mA del sensor y verifique que la pantalla lea un valor correcto.

  • Simule condiciones de alarma en cada canal activo y verifique que la señal de luz Verde ALL CLEAR se apague y la luz Roja ALARM y la alarma audible se prendan.

  • Simule condiciones que prendan y apaguen las salidas para verificar que los relevadores de salida funcionan adecuadamente.

  • Use la tecla CHECK CONFIG para verificar que todos los canales funcionen correctamente.

  • Desconecte y conecte el sistema. Asegúrese que el sistema esté aún programado correctamente. Asegúrese que las luces se prendan y que la alarma suena cuando se prenda la unidad.

  • Asegúrese que cada sensor esté conectado al punto apropiado de entrada y calibre nuevamente los sensores en intervalos regulares.

  • Si algo no funciona como debe, y el problema persiste, contacte a Industrial Scientific Corporation o al personal de servicio calificado.

7.2. REEMPLAZO DE LCD (PANTALLA)

En caso de que se requiera reemplazar la pantalla, ya sea por desperfecto o dañada, siga los siguientes pasos.

  • Desconecte la electricidad. Desenclave la tapa con bisagra y abra la carcasa.

  • Abra el panel de eje movible que abre hacia afuera girando el pestillo negro de plástico en dirección contraria al reloj.

  • Retire las tres tuercas #6-32 y las arandelas de seguridad #6 que sujetan el cobertor protector más grande de la carcasa protectora.

  • Retire el cobertor protector de la corasa para visualizar las placas de circuito impresos.

  • Retire los tres salientes #6-32 x1, los seis juegos de tornillos #6-32x3/8, y las arandelas de seguridad #6 que sujetan el tablero PC en su lugar.

  • Desconecte el conector de 5 patas (pin) en el panel de circuito del Invertidor a la izquierda de la Placa PC del Controlador. Desconecte el conector del teclado y desconecte los dos conectores LED.

  • Saque con cuidado el Tablero PC y sepárelo de la pantalla de ensamblaje LCD. La placa PC está conectada al ensamblaje LCD por medio de una cinta de enchufe de 20 patas (pins).

  • Destornille los cuatro tornillos #6-32 x 3/8 y las arandelas de seguridad de la pantalla de ensamblaje LCD.

  • Saque con cuidado la pantalla de ensamblaje LCD del panel de eje movible que se abre hacia afuera.

  • Reemplace con una nueva pantalla LCD.

  • Asegure la pantalla de ensamblaje LCD al panel de eje movible que abre hacia afuera con los cuatro tornillos y arandelas #6-32 x 3/8.

  • Coloque con cuidado l Placa PC acoplando el enchufe hembra de 20 patas (pins) en la parte posterior de la pantalla de ensamblaje LCD con el enchufe macho de 20 patas (pins) en la Placa del PC.

  • Atornille la Placa PC en su lugar con los tornillos de cabeza Phillips # 6-32 x 3/8, las arandelas de seguridad #6, y los tres salientes #6-32 x 3/8.

  • Conecte nuevamente el conector de 5 patas (pins) en el tablero del circuito del Invertor al conector de acoplamiento a la izquierda de la Placa PC. Vuelva a conectar el conector del teclado y vuelva a conectar los dos conectores LED.

  • Coloque el cobertor protector más grande con las arandelas de seguridad #6 y las tuercas hexagonales #6-32.

  • Coloque el cobertor protector más pequeño con los dos tornillos auto-derivables.

  • El reemplazo del ensamblado LCD está completo.

  • Préndalo.

Fig. 19. Vista de partes del tablero de control electrónico de la pantalla

Manual de Operación y Mantenimiento del Controlador 8000 pág. 7

Conclusiones

En todo lugar, ya sea hogar, trabajo, industrias, instituciones, etc., es imprescindible que todas las personas conozcan los elementos básicos sobre los gases tóxicos, su control y combate. Solo de esta forma estaremos sentando las bases para prevenir que las personas estén expuestas a estos gases, tomando en cuenta que existen sistemas de detección de gases electrónicos y de nueva generación como lo es el controlador 8000 en conjunto con los sensores -transductores y sistemas de alarmas y demás partes que lo conforman.

Al estar en interacción con estos dispositivos de seguridad tuve la oportunidad de conocer los tipos de trabajos que se realizan en las plataformas petroleras de perforación, reparación y mantenimiento de pozos petroleros, y el riesgo que conlleva realizar este tipo de trabajos, principalmente los de intoxicarse con algún gas toxico como lo es el H2S, SO2 o el peligro de explosión por gases inflamables (LEL%).

Estos sistemas de detección no eliminan el gas sino que solo nos informan de su presencia con las alarmas visibles que nos anuncian un nivel bajo de gas y las audibles que nos comunican que el gas esta en un nivel elevado por lo tanto habrá que tomar las medidas de precaución correspondientes, en este caso ponerse el equipo de respiración autónoma para salvaguardar nuestra salud.

Fuentes de información

  • Manual de atención a emergencias por H2S, proveedora de seguridad industrial del golfo S.A. de C.V.

  • Manual de Equipos de detección de gas y protección respiratoria, Proveedora de Seguridad del golfo S.A. de C.V.

  • Manual de Operación y Mantenimiento del Controlador 8000.

  • Manual del alumno de RIG-PASS. IADC (International asociation of contractors).

  • Recomended practices for Occupational Sefty for Oil and Gas well Drilling and Servicing Operations API-RP-54, 1992.

  • Wyoming Regla & Regulación para perforación de pozos de petróleo y gas.

Anexos

Fig. 1. controlador 8000 con su código de acceso

Fuente: Manual de Operación y Mantenimiento del Controlador 8000 pág. 2

CÓDIGO DE ACCESO

El Código de Acceso se proporciona para garantizar seguridad a prueba de sabotaje del Controlador 8000 de Industrial Scientific.

Su código de acceso ha sido programado así:

1. Presione ENTER

2. Presione PRGM SENSOR

3. Presione FLECHA ARRIBA

4. Presione FLECHA ABAJO

5. Presione FLECHA ARRIBA

6. Presione ENTER

Fig. 2. distribución de alarmas en plataforma

Fuente: Manual de Instalación de equipo electrónico de seguridad 8000 pág. 5

Fig. 3. diagrama de bloques del controlador 8000

Fuente: Manual de Operación y Mantenimiento del Controlador 8000 pág. 30

Fig.4. diagrama de funcionamiento de alarmas audibles y visuales.

Fuente: Equipos de detección de gas y protección respiratoria pág.11

 

 

 

Autor:

Cesar Arregoitia Zamudio

Partes: 1, 2


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