WO2018156001A1

WO2018156001A1 - Método de medición y mapeo de concentración de gases nocivos para la salud en espacios confinados

Info

Publication number: WO2018156001A1
Application number: PCT/MX2017/000017
Authority: WO
Inventors: Jesús Roberto SITTEN AYALA; Eduardo RODARTE LEYVA; Hiram GUTIÉRREZ LIZÁRRAGA; Dino Alejandro PARDO GUZMÁN
Original assignee: Sitten Ayala Jesus Roberto
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2018-08-30

Abstract

La presente invención describe un método de medición y mapeo de concentración de gases nocivos y explosivos presentes en espacios confinados de minas. Integra uno o más nodos con sensores de distintas variables ambientales con capacidad de intercomunicación inalámbrica con otros nodos. Dichos nodos ejecutan un pre-procesamiento para analizar datos referentes a las mediciones logradas para determinar riesgos de altas concentraciones de gases tóxicos e inflamables, explosiones y/o incendios o derrumbes. Un nodo central recibe información de cada nodo para, con base en una base de datos predeterminada, elegir un protocolo de gestión de crisis correspondiente para cada escenario detectado.

Description

MÉTODO DE MEDICIÓN Y MAPEO DE CONCENTRACIÓN DE GASES NOCIVOS PARA LA SALUD EN ESPACIOS CONFINADOS

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención tiene su campo de aplicación preponderante en practicas y protocolos de seguridad en la Industria de Minería, específicamente donde se realizan actividades en espacios confinados con riesgo a intoxicación por presencia de gases nocivos o explosión por mezclas explosivas de gases en el ambiente.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Una de las preocupaciones más grandes para la industria de Minería es garantizar la integridad sus trabajadores, sin embargo, las difíciles condiciones de seguridad industrial dentro del sector minero se ven reflejadas en los altos índices de accidentalidad y riesgos que afectan directamente a los trabajadores, debido en gran parte a la situación inestable y cambiante que se presentan dentro de las minas, especialmente subterráneas. Dichos ambientes se convierten en lugares propicios para formación de atmósferas explosivas como un detonante invisible y silencioso para el cual existen limitados mecanismos de detección. Para tratar con el riesgo tóxico y peligro de explosión son útiles los sistemas de detección de gases. En algunas minas es usual detectar gases explosivos de forma manual, en donde el operador es el encargado de recorrer la mina y alertar de los niveles de estos gases; sin embargo, estos métodos tradicionales de medición otorgan una barrera para el análisis de ocurrencia de riesgos de accidentes como contaminación, envenenamiento, sofocamientos o explosiones por concentraciones excesivas de estos gases. Los esfuerzos tecnológicos se centran en la búsqueda de soluciones autónomas para el sensado y alerta de distintos tipos de gases, una visión interesante es el manejo de información por red de sensores inalámbrico como lo revela la presente invención en su descripción.

A continuación, se presenta una breve descripción de patentes actuales en relación al tema, con el fin de resaltar la actividad inventiva de la presente invención. La patente No. US20150163652 reclama un sistema y método de monitoreo de gases en minería, conformado por una red inalámbrica de comunicación de voz y datos bidireccional, una pluralidad de nodos que suministran la información para el monitoreo de gases, e incluye la recopilación de los datos emitidos por los nodos para monitorear el porcentaje de gas en el ambiente con el que, si el gas sobre pasa un umbral preestablecido, se genera una alarma visual y audible. Similarmente la patente China No. 102228319 describe un casco inteligente conformado por una lámpara, multi-sensores, una cámara y un módulo de procesamiento de datos. De manera que el casco detecta concentraciones de gases tóxicos, concentración de polvo, temperatura, humedad y las señales de video en un entorno subterráneo en tiempo real, y los datos procesados son enviados a una subestación de comunicación subterránea por el módulo de comunicación inalámbrico.

Se describe un detector de gas portátil en la patente No. GB2529000, que comprende un sensor configurado para detectar uno o más gases en un espacio cerrado y para generar una alerta en respuesta a una condición de alarma. El detector de gas portátil puede incluir una fuente de luz, un detector de luz dispuesto para recibir luz desde la fuente de luz que ha pasado a través de gases en el espacio cerrado y un analizador de espectro. La fuente de luz puede ser ajustable para ajusfar la longitud de onda de su Luz, para permitir la detección de diferentes gases.

Por otro lado, la patente No. CN103622188 detalla un cinturón de cintura inteligente aplicable a los operadores de túnel subterráneo. El cinturón de cintura inteligente consta de un módulo de monitorización inteligente fijado en el cuerpo de la cintura, en el que el módulo de control inteligente está conformado de un módulo ZigBee, un módulo de alimentación, un sensor temperatura-humedad, Un sensor de oxigeno, un giroscopio, un zumbador y un LED (diodo emisor de luz) que están dispuestos en una funda de cinturón de cuero. DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Los detalles característicos de la presente invención, se muestran claramente en la siguiente descripción y en las figuras que se acompañan, las cuales se mencionan a manera de ejemplo, por lo que no deben considerarse como una limitante para dicha invención.

Breve descripción de las figuras: La figura 1 es un diagrama esquemático del Método de Medición y Mapeo de Concentración de Gases Nocivos para la Salud en Espacios Confinados de la presente invención. A partir del Ambiente en un Espacio Confinado [101] determinado se obtienen datos de distintas variables [102] para pre-procesarlos

[103] y obtener concentración de gases específicos, humedad relativa, ruido acústico, vibraciones en paredes y suelo. Si el valor de alguna de las variables mencionadas sobresale un limite determinado [104], entonces se realiza un

Mapeo de Zonas Criticas [105] según la localización de la detección de anomalía para después, con base en una base de datos predefinida [107] ejecutar un método de gestión de crisis [106] donde se decida qué acciones tomar en referencia a la situación.

Claims

REIVINDICACIONES La presente invención reclama:

1.- Método de medición y mapeo de concentración de gases nocivos para la salud en espacios confinados de minas, conformado por la combinación de dispositivos y técnicas de análisis de datos proporcionados por distintos nodos de adquisición de datos, caracterizado por a.-Uno o más nodos conformados por un microcontrolador integran sensores de variables ambientales para medir al menos un gas específico, temperatura, humedad relativa, ruido acústico, vibraciones de paredes y/o suelo, y tienen capacidad de envío inalámbrico de datos para intercomunicación con otros nodos. b.- P re-procesamiento por parte de dichos nodos para analizar datos referentes a distintas variables del ambiente en espacio confinado para obtener en tiempo real: i) temperatura, ¡i) nivel y velocidad de concentración de gases específicos por unidad de volumen, iii) vibraciones en suelo y paredes, iv) niveles acústicos, c- Nodo central encargado de recepción de datos inalámbricos enviados por cada uno de los nodos (N1, N2 Nx), realiza un mapeo geográfico de los mismos, ejecuta un algoritmo de toma de decisiones para determinar método de gestión de crisis referente a situaciones de riesgo predefinidas para distintos escenarios de propagación de gases nocivos, explosiones o derrumbes.

2.- Método como el especificado en la reivindicación 1, donde se incluye medición de velocidad y dirección del viento para determinar la dirección y velocidad de propagación de los gases.

3.- Método como el especificado en reivindicación 2, donde se incluye medición de humedad relativa para incrementar la precisión de detección de gases en distintos tipos de ambientes.

4. - Método de gestión de crisis como el especificado en Reivindicación 1, donde ias personas que trabajan en ios espacios monitoreados portan un nodo de localización geográfica móvil que son considerados para determinar ruta de evacuación segura.

5. - Método como el especificado en Reivindicación 4, donde el nodo portátil que llevan los trabajadores cumple además con alguna de las siguientes funciones: i) Medición de concentración de gases, ii) Medición de temperatura, iii) sensor angular absoluto, iv) Medición de ruido acústico.

6. - Método como el especificado en reivindicación 5, donde el sensor angular absoluto se utiliza para determinar el estado del minero: i) de píe, ii) acostado horizontal, iii) tendido/recargado.

7. - Método como el especificado en Reivindicación 1 , donde la intercomunicación entre nodos se lleva a cabo con alguna de los siguientes protocolos de comunicación inalámbrica: i) WIFI, ii) ZigBee, iii) Bluetooth.