Comprensión del CO2: aplicaciones clave y preocupaciones de seguridad en todos los sectores

El dióxido de carbono (CO2) es un gas esencial en numerosas industrias, desempeñando un papel crucial en todo, desde la producción de alimentos y bebidas hasta la gestión de la calidad del aire interior en las escuelas. Si bien el CO2 se utiliza comúnmente en procesos como la congelación de alimentos, la carbonatación de bebidas y la mejora del crecimiento de las plantas en invernaderos, su presencia puede suponer importantes riesgos de seguridad si no se controla adecuadamente.

Comprender las aplicaciones del CO2, así como los posibles peligros de una alta exposición, es crucial para garantizar el bienestar de los trabajadores y mantener el cumplimiento normativo. Este artículo explora los usos generalizados del CO2, las preocupaciones de seguridad asociadas a su exposición y la importancia de contar con sistemas de monitoreo confiables para mitigar los riesgos para la salud en diferentes sectores.

Alimentos y bebidas.

El enfriamiento criogénico y la congelación con dióxido de carbono son responsables de procesar alimentos congelados y mantenerlos fríos en áreas refrigeradas, como cámaras frigoríficas y enfriadores de cerveza. Otros métodos de enfriamiento incluyen el uso de hielo seco, que es dióxido de carbono en su estado sólido. Este gas solidificado se sublima (o se convierte directamente en gas) a una fría temperatura de -78.5 °C (-109.3 °F) según la Escuela de Ciencias del Agua . La industria de las bebidas depende en gran medida del gas para proporcionar esa experiencia burbujeante que todos conocemos como carbonización. La Sociedad Química Americana lo explica bien aquí: "Las moléculas de dióxido de carbono se mezclan completamente y se disuelven en el agua en el refresco. Cuando abres una lata o botella de refresco, el dióxido de carbono comenzará a salir del refresco y al aire".

Debido a estas aplicaciones del CO2 en las industrias de alimentos y bebidas, aumenta la probabilidad de exposición a niveles altos y alarmantes de dióxido de carbono. Aquí hay algunas estadísticas extraídas de un estudio de 2023 titulado "¡AGUÁNTATE! - CALOR, PELIGROS E INDIFERENCIA A LA SEGURIDAD EN LOS RESTAURANTES DE COMIDA RÁPIDA DE CALIFORNIA" , que investiga la seguridad en el lugar de trabajo de restaurantes de comida rápida:

Las formas comunes de exposición tóxica que enfrentan los trabajadores de restaurantes de comida rápida incluyen fugas de gas natural de equipos como parrillas, asadores y vaporeras; y fugas de CO2 de tanques conectados a máquinas expendedoras de refrescos. De quienes han experimentado una exposición tóxica en el trabajo, el 85 % informa haber experimentado síntomas como dolor de cabeza, escozor en los ojos, mareos o infección. El 88 % afirma no haber recibido capacitación sobre qué hacer en caso de una exposición tóxica en el trabajo.

Más adelante en el artículo, se describe una situación de riesgo específica en la que un sistema de monitoreo de CO2 detecta una fuga:

Un día de abril de 2023, los trabajadores de un McDonald's en el Este de Los Ángeles notaron un olor a humedad en la parte trasera del local, donde se guardan los tanques de CO2. Poco después, sonó una alarma que duró aproximadamente una hora. Alexis Paulino, quien trabajaba en ese momento, cuenta: «Le pregunté a la gerente qué estaba pasando y me dijo: 'No te preocupes'. Fui a la parte trasera para ver qué pasaba y vi que la pantalla del detector de CO2 decía: 'Precaución, evacuar inmediatamente'. Vi que el monitor marcaba un 3%, y luego un 2%. Tardó mucho en bajar al 1%».

Además de ser una interacción peligrosa con el CO2, este es un excelente ejemplo de una falla en la gestión y su capacitación. Considerando la naturaleza transitoria de la industria de alimentos y bebidas, la rotación de personal crea la necesidad de una capacitación constante y confiable, especialmente en el tema de la seguridad con la toxicidad del CO2 y sus sistemas de monitoreo. El cumplimiento y la capacitación continua de su sistema de monitoreo de CO2 deben formar parte de la capacitación de seguridad para los nuevos empleados.

Escuelas.

Con la pandemia de COVID, hemos aprendido la importancia de la ventilación para reducir el riesgo de enfermedades transmitidas por el aire, como la gripe común y el resfriado, que aumentan a lo largo del año. Comprender la concentración de CO2 es esencial para detectar posibles acumulaciones de este subproducto natural, lo que implica una falta de ventilación y, por lo tanto, una mayor concentración de virus y otras enfermedades transmitidas por el aire que podrían circular por una habitación.

Sowoon Park y Doosom Song, en su estudio de 2022, "Concentración de CO2 como indicador del rendimiento de la ventilación interior para controlar la transmisión aérea del SARS-CoV-2", analizan este tema en profundidad. El método de determinación propuesto (con la concentración de CO2 para controlar la transmisión aérea de COVID, basada en el cálculo de la fracción reinhalada) se utilizó en estudios de caso ambientales en aulas y restaurantes. El dúo logró establecer ciertos umbrales por debajo para controlar el riesgo de transmisión aérea del SARS-CoV-2. Concluyen que "esta metodología puede ser útil para controlar la renovación del aire interior y reducir el riesgo de transmisión aérea de COVID-19 en tiempo real, monitorizando únicamente la concentración de CO2 sin calcular el rendimiento de la ventilación".

Dato curioso: A través del Programa de Verificación y Reparación de Ventilación y Eficiencia Energética para la Reapertura de Escuelas, del Proyecto de Ley 841 de la Asamblea de California, el estado exige a las escuelas y aulas participantes que garanticen una ventilación adecuada mediante el uso de un monitor de dióxido de carbono. Esta legislación se está extendiendo incluso a otros estados, como el Proyecto de Ley 257 de la Asamblea de Nevada.

Casas de cultivo y viveros.

El dióxido de carbono forma parte del importante proceso llamado fotosíntesis. Como afirma el estudio "Suplementación de dióxido de carbono en invernaderos" de Poudel y Dunn: "La fotosíntesis es el proceso que implica una reacción química entre el agua y el dióxido de carbono en presencia de luz para producir alimento (azúcares) para las plantas y, como subproducto, liberar oxígeno a la atmósfera".

Para la gestión de cultivos y la optimización de fertilizantes en invernaderos, el monitoreo de CO2 puede garantizar que sus plantas reciban los niveles óptimos de gas durante su desarrollo. Saber cómo gestionar estos niveles puede resultar en tiempos de crecimiento eficientes y mayor productividad. Un exceso de gas puede ser perjudicial para sus plantas, sus empleados y su negocio. En este artículo, "Un estudio sobre tecnologías y prácticas modernas de invernadero para el cultivo comercial de cannabis", del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE), el CO2 se considera un factor clave para un desarrollo más rápido y una mayor producción. Durante su estudio, se monitorearon los niveles de CO2 para controlar el CO2 ambiental y suplementario. Esto garantiza que el crecimiento de las plantas se impulse mediante la respiración celular. Roger muestra cómo ciertos niveles de PPM promueven tasas de crecimiento óptimas:

Más aplicaciones.

Otros casos y usos industriales incluyen:

• Dispositivos de emergencia para la extinción de incendios: Los sistemas de inyección de CO2 se utilizan para extinguir incendios en salas de máquinas, salas de calderas, salas de bombas y bodegas mediante la eliminación del O2 del aire. Saber cuándo es seguro volver a entrar en estas salas solo se puede lograr con un sistema de monitoreo de CO2 adecuado.
• Metalurgia: El CO2 se utiliza para endurecer moldes de fundición y posee propiedades anticorrosivas. También se utiliza durante el proceso de enlatado. Las plantas de enlatado toman unidades de aluminio, que luego se colocan en un molde, se bombean y se sellan con CO2 para mantenerlo estéril, a la vez que se evita la entrada del O2 corrosivo. Esto se conoce como purga de CO2.
• Soldadura: Se utiliza CO2 en combinación con argón para mejorar las velocidades de soldadura y reducir la necesidad de tratamiento posterior a la soldadura.