Detector de monóxido de carbono

Los primeros diseños utilizaban un detector químico que consistía en una almohadilla blanca que se desvanecía hasta adquirir un color marrón o negruzco en presencia de monóxido de carbono. Estos detectores son baratos, pero solo dan una advertencia visual. A medida que las muertes relacionadas con el monóxido de carbono aumentaron durante la década de 1990, las alarmas audibles se convirtieron en estándar.
Los puntos de alarma de los detectores de monóxido de carbono no son un simple nivel de alarma (como en los detectores de humo), sino que son una función de concentración-tiempo. En concentraciones más bajas, por ejemplo 100 partes por millón (PPM), el detector no hace sonar la alarma durante varias decenas de minutos. En concentraciones de 400 PPM, la alarma suena en unos pocos minutos. Esta función de concentración-tiempo tiene como objetivo imitar la absorción de monóxido de carbono en el cuerpo y, al mismo tiempo, evitar falsas alarmas debido a breves ráfagas de monóxido de carbono de fuentes relativamente comunes, como el humo del cigarrillo.
Hay cuatro tipos de sensores disponibles, que varían en costo, precisión y velocidad de respuesta. La mayoría de los detectores no tienen sensores reemplazables.

El detector consiste en una almohadilla con una sustancia química coloreada que cambia de color al reaccionar con el monóxido de carbono. Sin embargo, solo brindan una advertencia cualitativa del gas. La principal ventaja de estos detectores es que son los más económicos, pero la desventaja es que también ofrecen el nivel más bajo de protección.
Una reacción utilizada para la detección de monóxido de carbono es la oxidación catalítica del disulfitopaladato (II) de potasio:
CO + K2Pd(SO3)2 ->Pd + CO2 + SO2 + K2SO3
A medida que avanza la reacción, la liberación atómica de paladio hace que el color cambie de amarillo a marrón y luego a negro.

Un sensor biomimético funciona de manera similar a la hemoglobina, que se oscurece en presencia de CO de manera proporcional a la cantidad de monóxido de carbono en el ambiente circundante. Utiliza ciclodextrinas, un cromóforo y una serie de sales metálicas. Esto se puede ver directamente o conectar a una fuente de fotones infrarrojos, como un LED IR, y luego monitorearse mediante un fotodiodo. La vida útil de la batería suele ser de dos a tres años con las baterías alcalinas convencionales, pero una batería de litio durará lo mismo que la vida útil del producto. Los sensores basados ​​en biotecnología tienen una vida útil operativa de seis años. Estos productos fueron los primeros en ingresar al mercado masivo, pero debido a que cuestan más que otros sensores, se utilizan principalmente en áreas de gama alta y vehículos recreativos. La tecnología se ha mejorado y es la tecnología más confiable, según un informe del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.

Sensores electroquímicos de monóxido de carbono. Tanto los sensores como las alarmas son de diferentes empresas.
El cilindro de metal con cinta amarilla encima.
El cilindro marrón con texto sobre él.
El detector electroquímico utiliza el principio de una celda de combustible para generar una corriente eléctrica cuando el gas que se va a detectar sufre una reacción química. La corriente generada está relacionada de manera precisa con la cantidad de monóxido de carbono en el entorno inmediato cercano al sensor. Básicamente, la celda electroquímica consta de un recipiente, dos electrodos, cables de conexión y un electrolito, generalmente ácido sulfúrico. El monóxido de carbono se oxida en un electrodo a dióxido de carbono mientras que el oxígeno se consume en el otro electrodo. Para la detección de monóxido de carbono, la celda electroquímica tiene ventajas sobre otras tecnologías, ya que tiene una salida altamente precisa y lineal a la concentración de monóxido de carbono, requiere una energía mínima ya que funciona a temperatura ambiente y tiene una larga vida útil, que generalmente es de cinco a diez años. Esta tecnología se ha convertido en la tecnología dominante en los Estados Unidos y Europa. [cita requerida] Los botones de prueba solo indican la efectividad operativa de la batería, el circuito y el timbre. La única forma de probar completamente el funcionamiento de una alarma de CO utilizando una celda electroquímica es con una fuente conocida de gas de prueba calibrado entregado en una cubierta para mantener el nivel de concentración durante el período de prueba.

Los cables delgados de dióxido de estaño semiconductor sobre una base de cerámica aislante proporcionan un sensor monitoreado por un circuito integrado. Este elemento sensor debe calentarse a aproximadamente 400 grados para su funcionamiento. El oxígeno aumenta la resistencia del dióxido de estaño mientras que el monóxido de carbono la reduce. El circuito integrado monitorea la resistencia del elemento sensor. La vida útil es de aproximadamente cinco años y las alarmas necesitan ser probadas en el momento de la instalación y al menos una vez al año con un gas de prueba.
Debido a la gran demanda de energía de este sensor, generalmente se alimenta a través de la red eléctrica. Existe un sensor de impulsos alimentado por batería con una vida útil de meses.
Esta tecnología se utiliza ampliamente en Japón y en otras partes del Lejano Oriente, con cierta penetración en el mercado de los EE. UU. Sin embargo, el rendimiento superior de la tecnología de celdas electroquímicas está comenzando a desplazar a esta tecnología.