Guía y preguntas frecuentes sobre analizadores de combustión

Guía sobre los analizadores de combustión

Estas preguntas frecuentes, presentadas en formato de preguntas y respuestas, están diseñadas para ayudar a todos los usuarios a adquirir conocimientos sobre cómo utilizar y mantener los analizadores de combustión, así como a interpretar los valores que muestran dichos analizadores cuando se utilizan en aparatos domésticos y de uso comercial ligero. Entre los temas tratados se incluyen el funcionamiento del analizador, la ubicación de la toma de muestras, la realización de pruebas en aparatos de combustión, la interpretación básica con fines de seguridad, el cuidado y mantenimiento del analizador, y mucho más.

Lo que estas preguntas frecuentes no abordan es la identificación de las causas de los problemas de seguridad relacionados con la combustión, la determinación de las reparaciones necesarias para que un aparato vuelva a funcionar de forma segura, ni el ajuste de su rendimiento. Para recibir una formación exhaustiva sobre estos temas, TruTech Tools, LTD® recomienda ponerse en contacto con National Comfort Institute, Inc (NCI) a través de su página web, NationalComfortInstitute.com, o por teléfono en el 800-633-7058, y reservar plaza para asistir a una de sus sesiones de formación en análisis de combustión, en las que podrá aprender a realizar análisis exhaustivos de combustión y a llevar a cabo las reparaciones necesarias.

Índice:

1. ¿Qué es un analizador de combustión?
2. ¿Por qué debería utilizar un analizador de combustión?
3. ¿Qué mide un analizador de combustión, qué calcula y qué significan esos valores?
4. ¿Es importante el lugar de toma de la muestra?
5. ¿Cómo se lleva a cabo un análisis de combustión?
6. ¿Qué niveles se consideran aceptables?
7. ¿Cuál es la diferencia entre el CO «sin aire» y el CO «tal y como se mide»?
8. ¿Puede un analizador de combustión detectar un intercambiador de calor averiado?
9. ¿Qué riesgos de seguridad hay que tener en cuenta al realizar un análisis de combustión?
10. Si se utiliza un analizador de combustión, ¿debo llevar también un detector personal de CO?
11. ¿Los analizadores de combustión requieren mantenimiento?
12. ¿Cuáles son los diferentes tipos de conductos de ventilación que se utilizan en los electrodomésticos?
13. ¿Cómo se debe sellar un puerto de prueba?
14. ¿Cómo se instalan y se sellan los orificios de prueba en los sistemas de ventilación de tipo B?
15. ¿Qué ocurre si el nivel de CO que aparece en la pantalla del analizador se acerca al límite superior de medición o lo supera?
16. ¿Qué ocurre si se activan las alarmas de monóxido de carbono, pero no se localiza ninguna fuente de monóxido de carbono?

¿Qué es un analizador de combustión?

¿Por qué debería utilizar un analizador de combustión?

Respuesta: Esta es una pregunta muy habitual. Como se ha mencionado anteriormente, un analizador de combustión mide y muestra datos que no pueden observarse sobre el terreno por otros medios. La medición y visualización de datos invisibles a simple vista se lleva a cabo en otros ámbitos del sector de la climatización y la refrigeración (HVAC/R), como en los sistemas de refrigeración con medidores de temperatura superficial y manómetros, en la electricidad con voltímetros y amperímetros, o en el flujo de aire con una gran variedad de instrumentos diferentes.

Cuando se fabricaron por primera vez los aparatos de combustión, no existían instrumentos para medir el rendimiento de la combustión, por lo que el ajuste de los quemadores se realizaba basándose en aspectos como la forma, el tamaño y el color de la llama. Al igual que muchos otros aspectos de nuestra vida han evolucionado y avanzado, también lo ha hecho la instrumentación para medir la combustión. Gracias a estos avances en la instrumentación, hemos aprendido cosas nuevas, entre ellas que el color de la llama no es un indicador fiable de que un aparato funcione de forma limpia o segura. Lamentablemente, aunque este nuevo conocimiento está ampliamente difundido, las prácticas sobre el terreno para ajustar los quemadores se han basado en gran medida en el antiguo método del color de la llama.

Utilizar el color de la llama para evaluar si un equipo funciona de forma segura puede dar lugar a situaciones como daños en el equipo, reclamaciones por responsabilidad civil y situaciones de peligro ocultas para los técnicos o los ocupantes del edificio.

¿Qué mide un analizador de combustión, qué calcula y qué significan estos valores?

Respuesta: Un analizador de combustión mide y calcula los valores que se muestran al operador a través de una pantalla numérica y en unidades de medida reconocidas. Los analizadores de combustión suelen contar con tres sensores básicos: temperatura, monóxido de carbono (CO) y oxígeno (O₂); otros valores, como el dióxido de carbono (CO₂), el CO sin aire (se tratará más adelante), el porcentaje de eficiencia, el exceso de aire, el punto de rocío, etc., son el resultado de cálculos, a menos que se añadan sensores adicionales (Nota: algunos analizadores sustituyen el sensor de O₂ por un sensor de CO₂ y calculan el nivel de O₂ en los gases de combustión).

Algunos analizadores de combustión también miden la presión de tiro en un conducto de humos con presión negativa, lo cual es un dato importante que hay que tener en cuenta al trabajar con aparatos que dependen del tiro natural para eliminar los subproductos de la combustión del propio aparato.

Se pueden añadir sensores adicionales a determinados analizadores para medir, por ejemplo: óxido nítrico (NO), óxidos de nitrógeno (NOx), dióxido de nitrógeno (NO₂), dióxido de azufre (SO₂), hidrocarburos (CxHy), altos niveles de CO (superiores a los que puede detectar un sensor estándar), compuestos orgánicos volátiles (COV), sulfuro de hidrógeno (H₂S) y otros gases especiales para pruebas de emisiones y/o la monitorización de equipos específicos, de conformidad con la normativa o los requisitos de los fabricantes.

Las denominaciones que aparecen en pantalla para los distintos valores varían según el fabricante, por lo que es importante que leas toda la documentación del fabricante para familiarizarte con la forma en que tu analizador muestra los valores.

Los valores mostrados tienen diversas unidades de medida. Una de estas unidades es «ppm», o partes por millón, que se utiliza para indicar al operador la cantidad de CO presente en la muestra de gases de combustión o de aire. Esto significa que, si hubiera un millón de partes en una caja y el valor mostrado fuera 55, esto indicaría que se están detectando 55 de esas partes del millón. Se utiliza en lugar de un porcentaje porque, de lo contrario, el resultado tendría muchos decimales. Por ejemplo, el 1 % de 1 000 000 es 10 000. Si un analizador marca 55 ppm de CO, eso equivaldría a una concentración del 0,0055 %. Decir «55 ppm de CO» es mucho más sencillo que decir «0,0055 % de CO».

¿Es importante el lugar de toma de la muestra?

Respuesta: La respuesta breve es sí. La respuesta detallada es que obtener una muestra de gases de combustión de un lugar incorrecto puede hacer que el analizador de combustión muestre valores inexactos, que no son representativos del funcionamiento real del equipo. Si estos valores inexactos se utilizan para tomar decisiones sobre la reparación o sustitución del equipo, la empresa o persona responsable de los datos inexactos podría tener que asumir la responsabilidad de ese error.

Al igual que ocurre con la medición de las presiones y temperaturas del refrigerante, o de las temperaturas del aire en un sistema de conductos,
la ubicación es importante.

Al analizar la combustión de un aparato, los objetivos fundamentales son determinar: si el combustible se quema de la forma más completa posible, si hay un exceso de aire en el proceso de combustión y si se transfiere la cantidad adecuada de calor de los gases de combustión al fluido de transferencia de calor (los fluidos pueden ser gaseosos o líquidos).

Teniendo en cuenta las directrices anteriores, el punto de toma de muestras para el análisis de combustión debe situarse antes de que se añada aire de dilución a los gases de combustión, pero después de que estos hayan atravesado completamente el intercambiador de calor. Las imágenes de los equipos que se incluyen (cortesía de NCI) indican los puntos de prueba en aparatos habituales (si tu tipo de aparato no aparece en las imágenes, recuerda simplemente tomar la muestra después del intercambiador de calor, pero antes de que se añada aire de dilución).

¿Cómo se lleva a cabo un análisis de combustión?

Respuesta: El análisis de combustión es un proceso que comienza con el equipo en modo de espera (con alimentación eléctrica, pero sin solicitud de encendido del quemador). Empieza por el principio y completa todo el proceso para asegurarte de que se recopilan todos los datos.

Durante este proceso, el usuario debe estar pendiente de los valores que aparecen en pantalla casi constantemente para comprender lo que está sucediendo. Tu tarea consiste en observar e interpretar los valores que se muestran en pantalla.

1. Pon en marcha el analizador de combustión fuera de la zona de ensayo, en el aire más limpio posible (los sensores se calibran automáticamente en función de lo que haya en el aire en el momento del arranque, así que asegúrate de que no haya fuentes de gases de escape, como un vehículo en marcha, en las inmediaciones).
2. Identifica el tipo de electrodoméstico que se está sometiendo a prueba.
3. Identifica el punto de muestreo en el conducto de humos o en el aparato, tal y como se indica en la sección 3.
4. Introduce la sonda de muestreo en el punto de muestreo, pon en marcha la bomba del analizador y, a continuación, enciende el aparato.
5. Observa (o anota) los valores que aparecen en pantalla durante los procesos de arranque, funcionamiento y apagado.
6. Retira la sonda del analizador del lugar de la muestra una vez que el quemador o los quemadores se hayan apagado por completo.
   • Esto se hace con el fin de comprobar si hay fugas en las juntas de la válvula de gas (te animamos a que busques más oportunidades de formación sobre este y otros temas).
7. Deja la bomba del analizador en marcha hasta que las lecturas de la pantalla se acerquen a los valores normales del aire.
   • La eliminación de cualquier residuo de gases de combustión de los sensores permitirá que estos duren el mayor tiempo posible.

¿Qué niveles se consideran aceptables?

Respuesta: Una de las principales preocupaciones de los operadores de analizadores de combustión al realizar un análisis es la presencia de niveles elevados de CO. La presencia de niveles elevados de CO en las muestras de gases de combustión indica que no todo el combustible se está quemando (convirtiéndose en energía térmica) antes de salir del aparato. Si los niveles de CO alcanzan valores suficientemente altos, comienza a formarse hollín visible, lo que genera más problemas (riesgos para la seguridad de los ocupantes, reducción de la transferencia de calor, obstrucción del flujo de los gases de combustión, etc.).

Para garantizar que los equipos funcionen de forma correcta y segura, los niveles de gases de combustión son establecidos por
los fabricantes, los organismos reguladores y el sector. Siga siempre los niveles recomendados por el fabricante si
se facilitan; de lo contrario, es posible que deba respetar los límites del sector por motivos de seguridad. La tabla 1 (a continuación)
muestra los niveles máximos estándar aceptados por el sector con fines de seguridad.

Las Normas Nacionales de Calidad del Aire Ambiente de la EPA de EE. UU. limitan la exposición al CO a una media de 35 ppm durante 1 hora, o a una media de 9 ppm durante 8 horas. Estos valores no deben superarse más de una vez al año.

Fuente: ANSI/BPI-1200-S-2017, sección 7.9.7, tabla 1

Límites de monóxido de carbono (CO) para aparatos de combustión que funcionan con combustibles fósiles

Además de los niveles de CO considerados aceptables por el sector, el NCI ha llevado a cabo exhaustivas pruebas de «
» y ha determinado los niveles seguros y eficaces de oxígeno en muestras de gases de combustión para la mayoría de los equipos de calefacción
disponibles en el mercado.

Según el NCI:

Niveles de oxígeno (O₂) en los gases de combustión sin diluir

Nota: Algunos fabricantes de equipos especifican los valores de CO₂ en los gases de combustión en lugar de los de O₂. Si se especifica un valor de CO₂, siga las instrucciones del fabricante para configurar correctamente el quemador.

¿Cuál es la diferencia entre el CO «sin aire» y el CO «tal y como se mide»?

Respuesta: El monóxido de carbono «tal y como se mide» aparece indicado en la pantalla de un analizador de combustión con las siglas «CO» junto al valor. El valor de CO «sin aire» (que se muestra como: COAF, COun, CO Air-Free o COa, dependiendo del fabricante del analizador) se calcula a partir del valor de CO «tal y como se mide» y del porcentaje de oxígeno que aparece en la pantalla. Casi todos los analizadores modernos actuales calculan el CO «sin aire» y lo muestran en pantalla. En caso de que dispongas de un analizador más antiguo que no realice este cálculo, a continuación se muestra la fórmula (consejo: tras el cálculo, el valor de COAF siempre será superior al nivel de CO mostrado).

Ejemplo: CO mostrado = 152 ppm, O₂ mostrado = 11 %

• 20,9 - 11 = 9,9
• 20,9 / 9,9 = 2,111
• 2,111 × 152 = 321 ppm COAF

Si quieres saber más sobre los cálculos de CO sin aire y por qué se utiliza este valor, hay un excelente recurso disponible en formato PDF en karg.com titulado «Medición sin aire del monóxido de carbono» de las cocinas de gas: análisis y procedimiento de campo recomendado Por Richard Karg, R.J. Karg Associates

¿Puede un analizador de combustión detectar un intercambiador de calor averiado?

Respuesta: La respuesta a esta pregunta no es sencilla. Dado que un analizador de combustión realiza mediciones después del intercambiador de calor en el recorrido de los gases de combustión, pueden aparecer indicaciones de un fallo en el intercambiador de calor si se dan las condiciones adecuadas. Esto no significa que un analizador de combustión sea la única herramienta que deba utilizarse para determinar si un intercambiador de calor ha fallado, ya que dicho analizador solo indicará que existe un problema si el fallo afecta al proceso normal de combustión. Si el proceso de combustión no se ve afectado, es posible que haya un intercambiador de calor averiado sin que el análisis de combustión muestre indicios de dicha avería. Por este motivo, recomendamos adquirir conocimientos y herramientas adicionales para identificar averías en los intercambiadores de calor mediante inspección visual u otros métodos.

¿Qué riesgos de seguridad hay que tener en cuenta al realizar un análisis de combustión?

Respuesta: Al realizar un análisis de combustión, los técnicos deben tener en cuenta riesgos como el derrame de gases de combustión, las superficies calientes, las fugas de condensado, los controles cercanos y otros peligros. Se recomienda el uso de equipo de protección individual adecuado para la situación, como guantes, gafas de seguridad y ropa de manga larga.

Si se utiliza un analizador de combustión, ¿debo llevar también un detector personal de CO?

Respuesta: La respuesta sencilla es que llevar siempre consigo un detector personal de monóxido de carbono cuando se está cerca de aparatos de combustión es una buena práctica, y llevar uno cuando se viaja ha demostrado que el monóxido de carbono puede aparecer en lugares muy inesperados.

Los detectores personales de CO y los analizadores de combustión tienen dos finalidades muy diferentes. Un detector personal de CO sirve para supervisar de forma continua el aire que respiras y emitir una alarma si los niveles en ese aire se elevan (piensa en un detector personal de CO como en un detector de humo: lo enciendes y lo dejas encendido hasta que el sensor deje de funcionar), mientras que un analizador de combustión está diseñado para medir los niveles en los gases de combustión. Sí, un analizador puede medir el CO ambiental en los espacios, pero la bomba debe estar en funcionamiento, y un analizador de gran tamaño no resulta ni de lejos tan práctico como un monitor personal que se engancha al cinturón.

Cuando se lleva puesto de forma constante, un detector personal también protege a quien lo lleva incluso cuando no se está utilizando el analizador, y puede ser un excelente tema de conversación con el propietario de la vivienda si se activa una alarma mientras el técnico se encuentra en su casa. Si un detector personal de CO con umbral de alerta ajustable se configura entre 10 y 15 ppm, se dispone de un sistema de alerta temprana para notificar una situación potencialmente peligrosa antes de que alguien resulte herido.

¿Los analizadores de combustión requieren mantenimiento?

Respuesta: Al igual que los equipos a los que se les realiza el mantenimiento, los analizadores de combustión requieren cuidados y mantenimiento periódicos. A continuación se ofrecen algunas recomendaciones generales basadas en la experiencia sobre el terreno. Consulte siempre el manual de instrucciones del fabricante para conocer las mejores prácticas compatibles con su analizador concreto.

Mantenimiento diario:

1. Vacíe el colector de agua con regularidad para evitar que la humedad penetre en los sensores.
2. Revisa y sustituye periódicamente los filtros de partículas en línea.
3. Protege el instrumento de las heladas (mételo en casa por la noche).
4. Tras una prueba, deja que la bomba funcione con la sonda en un entorno limpio hasta que la lectura de CO
   e alcance un valor de entre 0 y 1 ppm.
5. Comprueba si las mangueras externas y/o las juntas presentan grietas o daños (algunos analizadores pueden evaluar la integridad de su recorrido de la muestra).

Mantenimiento anual:

1. Envíe el analizador a un centro de servicio autorizado o a la fábrica para su calibración y para que se compruebe su funcionamiento (visite TruTechTools.com para obtener información sobre la calibración del analizador de combustión y las tareas de mantenimiento básicas).
2. Inspección física detallada de las mangueras y juntas internas
3. Sustitución periódica del sensor
   • La mayoría de los sensores que se utilizan en los analizadores de combustión son de tipo electroquímico, lo que significa que se desgastan con el tiempo y, por lo tanto, deben sustituirse periódicamente.
   • La sustitución de los sensores en los intervalos periódicos recomendados por los fabricantes puede evitar averías sobre el terreno.

¿Cuáles son los diferentes tipos de conductos de ventilación que se utilizan en los electrodomésticos?

Respuesta: Existen cuatro tipos diferentes de conductos de ventilación que se utilizan en los aparatos de gas, definidos como Categorías (Cat.) I, II, III y IV por el Código Internacional de Gas Combustible (IFGC). Estas descripciones se refieren a la presión en el conducto de humos, medida en relación con el entorno cercano a la salida del aparato, y a la relación entre la temperatura de los gases de combustión y la temperatura del punto de rocío en el interior del sistema de ventilación.

• Categoría I: presión negativa, sin condensación
  • Estos tipos de conductos de humos son habituales; están fabricados con tubos metálicos de pared simple o doble, y los gases de combustión alcanzan una temperatura lo suficientemente alta como para quemar a una persona si entra en contacto con ellos o con el tubo metálico que los contiene.
• Categoría II: presión negativa, condensación
  • No existen aparatos que utilicen esta categoría porque, cuando los gases de combustión se enfrían lo suficiente como para que la humedad se condense en el interior del conducto, no tienen suficiente calor para generar un tiro natural que expulse los gases de combustión del aparato.
• Categoría III: presión positiva, sin condensación
  • Los electrodomésticos de esta categoría son poco comunes, pero se pueden encontrar algunos ejemplos en determinadas zonas.
  • Estos sistemas estarán fabricados en metal y contarán con uniones selladas a prueba de gas, de modo que no se produzcan fugas de gases de combustión.
• Categoría IV: presión positiva, condensación
  • Esta categoría es muy habitual y, por lo general, se utilizan tubos de plástico de algún tipo debido a la condensación que se forma en el interior del conducto de humos.
  • Esta categoría requiere medidas especiales para eliminar la condensación.
  • Asegúrate de seguir las instrucciones del fabricante para la instalación del conducto de humos.

¿Cómo se debe sellar un puerto de prueba?

¿Cómo se instalan y se sellan los orificios de prueba en los sistemas de ventilación de tipo B?

Respuesta: Las pruebas de combustión en los sistemas de ventilación de Categoría I, Tipo B, requieren perforar la pared interior y la exterior del material del conducto de ventilación. Esto ha sido aprobado por varios fabricantes, siempre y cuando la autoridad competente (AHJ) acepte esta práctica y se cumplan todas las recomendaciones para sellar el orificio de prueba. Esto significa, en general, que el orificio interior debe ser lo más pequeño posible y sellarse con un sellador flexible resistente a altas temperaturas, mientras que el orificio exterior puede ser ligeramente más grande para permitir el acceso y sellarse con el mismo sellador que el orificio interior o con cinta de aluminio.

TruTech Tools, LTD® ha publicado, para su comodidad, las cartas de los fabricantes de sistemas de ventilación de tipo B en las que detallan los procesos que recomiendan
y sus inquietudes; puede consultarlas aquí.

¿Qué ocurre si el nivel de CO que aparece en la pantalla del analizador se acerca o supera el límite superior de medición?

Respuesta: Si el valor de CO en ppm que aparece en la pantalla aumenta repentinamente cuando no debería (
, salvo durante el periodo de encendido), o supera el límite superior del sensor, desconecta la sonda
del analizador o retírala del conducto de humos para que entre aire fresco en el circuito de gas
de inmediato.

Si un sensor de CO se expone a cantidades excesivas de CO, aunque sea durante un breve periodo de tiempo, pueden producirse daños permanentes
. Algunos sensores son más resistentes que otros, y algunos fabricantes
han incorporado funciones de protección en sus analizadores, pero es recomendable vigilar de cerca
los niveles durante una prueba para evitar que se produzcan daños en el analizador.

¿Qué ocurre si se activan las alarmas de monóxido de carbono, pero no se localiza ninguna fuente de monóxido de carbono?

Respuesta: Esto ocurre periódicamente. La mayoría de los sensores de CO presentan sensibilidad cruzada con otros gases
, uno de los cuales es el hidrógeno, que puede liberarse en niveles bajos mientras se cargan las baterías de plomo-ácido
. Si no se localiza ninguna otra fuente de CO, comprueba si hay alguna batería cargándose en un lugar
que pueda tener una vía de paso de aire hacia el sensor de CO que ha activado la alarma. Si hay hidrógeno presente
, es probable que tu analizador de combustión indique un nivel bajo de CO, al igual que la alarma. Algunas
fuentes comunes son un carrito de golf o una fuente de alimentación de reserva para una bomba de sumidero. Dependiendo de la
situación, un sensor de CO que detecte hidrógeno puede ser indicativo de una falta de ventilación o de una
vía de paso de aire no deseada entre dos espacios.

Algunos analizadores de combustión de gama alta
cuentan con sensores de CO con compensación de hidrógeno, por lo que es importante saber qué tipo de sensor tiene tu analizador en caso de que
te encuentres en esta situación.