El sulfuro de hidrógeno, denominado también ácido sulfhídrico, gas sulfhídrico, hidrógeno sulfurado, es un hidrácido de fórmula H2S. Este gas, más pesado que el aire, es inflamable, incoloro, tóxico, odorífero: su olor es el de materia orgánica en descomposición, como de huevos podridos. A pesar de ello, en el organismo humano desempeña funciones esenciales.
En la industria se utiliza en diferentes procesos el sulfuro de hidrógeno o se puede formar a través reacciones químicas, como ocurre en las industrias del curtido y manufactura de pieles, producción y refinación de petróleo, vulcanización del caucho, fabricación de pasta de papel, celofán, colas, fibras sintéticas, fieltros, seda, productos depilatorios, sulfuro de carbono, tintes, colorantes y hasta más de setenta actividades laborales diferentes.
H2S en la Industria Petrolera
En la industria petrolera, los crudos desde sus yacimientos contienen los denominados contaminantes, dentro de los cuales se encuentra el azufre, el cual al combinarse con moléculas de hidrógeno, conforma el ácido sulfídrico.
El sulfuro de hidrógeno, se libera en forma gaseosa de los hidrocarburos en la medida en que se le suministra calor, aunque en algunos casos por su afinidad molecular como ocurre en las corrientes de propano, se requiere de métodos de absorción con sustancias tales como monoetanolamina (MEA) o dietanolamina (DEA).
Cabe destacar que el azufre es parte importante de los hidrocarburos y que su cantidad determina la calidad de este, el azufre normalmente se encuentra en proporciones del 0.03% al 5%, entre menos azufre contenga un hidrocarburo más fácil es refinarlo, por el lado contrario, entre más azufre contenga más cara es su refinación.
Sin embargo, los crudos con porcentajes inferiores de azufre son más escasos y por lo tanto los más caros y cotizados, un petróleo crudo con más de 0,3% de azufre se denomina “agrio” o “ácido” en contraposición a los crudos “dulces” que tienen menos que ese porcentaje. En general, es un hecho reconocido que el porcentaje de azufre aumenta con la densidad del crudo y que para un mismo crudo, la concentración de azufre en los destilados va aumentando a medida que sube el punto de ebullición del corte: el crudo reducido tiene mayor porcentaje de azufre que el gas oil y éste que el keroseno, etc.
En México el porcentaje de azufre en el crudo es en promedio de 3,3% aproximadamente, por lo que se denomina muy agrio.
Niveles de exposición permitidos para el H2S
Las instituciones de Seguridad y Salud de Estados Unidos han establecido los límites máximos permitidos de exposición para el H2S, en la tabla 1 se muestran los datos.
Tabla 1. Límites permitidos para exposición de H2S
Riesgos a la salud
Tabla 2. Efectos a la salud de acuerdo a los niveles de exposición de H2S
Actúa directamente sobre el sistema nervioso central, provocando parálisis de centros respiratorios, debido a que se une a la meta-hemoglobina de una forma similar a los cianuros.
Es a través del torrente sanguíneo que reacciona con algunas enzimas, lo que provoca inhibición de la respiración celular, parálisis pulmonar y la muerte.
Los primeros síntomas de intoxicación, de manera general, son: náusea, vómito, diarrea, irritación de la piel, lagrimeo, falta de olfato, fotofobia y visión nublada.
Por lo que para prevenir estos riesgos a la salud de los trabajadores que se encuentran o se podrían encontrar expuestos a esta substancia, se requiere contar con medidas de prevención o de protección de acuerdo a los niveles de exposición o riesgos a los cuales se podrían enfrentar.
Prevención de riesgos
Para prevenir riesgos ante el H2S, primero se debe evaluar que clase de eventos (accidentes) podrían presentarse en los procesos, tomando en cuenta los lugares críticos y puntos estratégicos de toda la planta operativa y de ahí implementar las medidas adecuadas.
Este producto es extremadamente tóxico y causa de varias muertes, no sólo en áreas de trabajo abiertas, sino también en áreas de acumulación natural como cisternas, drenajes, ductos o tanques de almacenamiento, por lo que es necesario contar con sistemas de monitoreo de atmósferas especializadas para espacios confinados, que incluyan sondas para cubrir la totalidad de la altura o área del espacio a ingresar, además de equipos de respiración que protejan al trabajador cuando ingrese y mientras permanezca laborando. Figura 1
Figura 1. Equipo para medición de gases de H2S
Adicionalmente es importante proteger las vías respiratorias de los trabajadores mediante equipos de protección respiratoria ya sea líneas de aire o equipos de respiración autónoma (SCBA) Figura 2, debido a que el H2S es más pesado que el aire, no es recomendable usar filtros o mascarillas con cartuchos, sobre todo si no es controlable la cantidad de ppm, a las que se pueden estar expuestos.
Contacto con ojos: De acuerdo a la tabla 2, a partir de 20 ppm el H2S produce irritación en los ojos por lo que es recomendable usar equipo de protección ocular o en casos donde las concentraciones sean mayores usar mascaras completas en conjunto con el equipo de respiración autónoma. Figura 2
Figura 2. Equipo para protección de ojos y vías respiratorias
Riesgos de fuego y explosión
Este compuesto es más pesado que el aire, puede viajar distancias considera-bles hasta una fuente de ignición en un compuesto altamente flamable
Punto de inflamación: 100.4 °C
Temperatura de auto ignición: 260°C
Límites de explosividad, % en volumen en el aire: 4.3-46. Forma mezclas explosi-vas con aire en un intervalo grande de concentraciones.
Por lo que a cierta temperatura el H2S ya no requiere alguna flama o chispa externa para provocar fuego, ya que al ser un material con punto de auto ignición este prenderá con su propia temperatura, y al encontrarse bajo altas concentraciones provoca explosiones repentinas y violentas, por lo que es indispensable contar en su instalación con equipos fijos o portátiles que realicen monitoreos atmosféricos y que cuenten con sensores de explosividad, para equipos fijos, además contar con detectores de flama.
Prevención de Emergencias y Situaciones Críticas en Instalaciones Petroleras
De acuerdo a los riesgos y al manejo tanto operativo como de desecho o control del H2S que se tenga en la instalación, será el riesgo de alguna posible situación catastrófica, por ello, es importante tomar en cuenta que en cualquier análisis de riesgo se contemplen los peores escenarios posibles, y además se consideren las medidas de protección con las que se cuentan, esto crea una logística no solo en las medidas de seguridad, sino también de las medidas de reacción, ya que con un material como el de H2S, donde no solo es tóxico sino además flamable y explosivo, se deben correr los menores riesgos posibles.
Es parte importante de la prevención de emergencias, la instalación de equipo especializado para mitigar o solventar posibles escenarios donde se presente una situación de emergencia fuera de control de los cuerpos de seguridad de la instalación. Como ejemplo se expone el siguiente caso:
Escenario.- Fuga Masiva de un tanque de almacenamiento de 250,000 lts. de H2S con concentraciones superiores a 10,000 ppm en una refinería: En este escenario donde digamos que hay 250 trabajadores operativos y 120 administrativos, es indispensable que por las cantidades de ppm que puede alcanzar el H2S y la cantidad de gas que podría salir a la atmosfera, se debe de proporcionar a los trabajadores equipos con aire auto contenido, ya que ningún filtro permitiría sobrevivir a una persona expuesta tanto por la alta concentración como por el desplazamiento de oxigeno (ningún filtro protege de atmósferas con deficiencia de oxígeno), por lo cual se podría evacuar la instalación con sus SCBA o equipos EBBA.
La ventaja de estos equipos es que al tener un riesgo constante representan una mejor opción ya que son de usos múltiples, solo se recargan de aire y se vuelven a colocar en su estante de emergencia.
Durante la fuga el H2S podría mezclarse con agua o con otros elementos líquidos, se hace soluble, lo que provoca la reacción para crear elementos líquidos tóxicos, que al igual en altas concentraciones se vuelve muy peligroso, por lo que se requiere protección corporal para realizar contenciones al derrame u evitar que este llegue a otras partes operativas.
Pero también hay que contemplar que en estas concentraciones el H2S podría provocar un incendio descontrolado o en el peor caso una explosión repentina y violenta, por lo cual se deben considerar medidas más drásticas, en caso de incendio y al ser un elemento con punto de auto ignición la quema de este gas podría tardar varias horas, para ello se recomienda un equipo de circuito cerrado, ya que estos equipos brindan aire respirable por más de 4 horas.
Pero para el personal que se encuentra dentro de una instalación confinada como una plataforma y en donde es imposible huir y que además tienen que esperar a que lleguen los cuerpos de emergencia, deben de resguardarse de un incendio o una explosión en espacios especialmente diseñados que soporten las condiciones extremas y que además brinde soporte de vida hasta que el personal de evacuación ingrese a la plataforma. Figura 3
Figura 3. Refugios temporales para resguardo de personal
El H2S es una substancia muy peligrosa, pero en la industria petrolera se encuentra presente en todos los procesos de los diversas plantas operativas pues es parte de petróleo y gas, sin embargo, no es imposible convivir con él, sobre todo cuando se aprenden los riesgos que implica y se toman las medidas adecuadas para proteger a usted y al personal de su instalación.
Debido ello, es primordial solicitar asesoría a empresas especializadas para contar con el respaldo necesario, así por ejemplo, Dräger es una empresa que brinda apoyo no solo con equipos de seguridad de uso diario o soluciones especializadas, si no además con entrenamiento y capacitación al personal para resguardar lo más importante. ¡SU VIDA!
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