equipos sometidos a presión-seguridad

Página N°1. - Alberto Quinto - Marzo 2014 -

INSTITUTO SUPERIOR OCTUBRE Técnico Superior en Seguridad e Higiene en el Trabajo. Seguridad III

Unidad 4:

Equipos sometidos a

presión



1) Equipos sometidos a presión INTRODUCCIÓN El empleo de fluidos a presión, es un hecho cada vez más frecuente en numerosas actividades humanas y en multitud de procesos industriales. En estos procesos industriales, los equipos destinados a la generación de fluidos a presión, representan una fuente importante de suministro de energía. De esta forma una simple interrupción en el suministro de esta energía, por falla del equipo o por una simple operación de mantenimiento, puede ocasionar graves trastornos de tipo económico, ya que, en algunos casos, todo el proceso productivo se fundamenta en este tipo de energía. Estos daños adquieren una importancia mayor cuando se transforman en explosiones. La liberación de energía acumulada en el fluido de manera violenta, constituye el mayor riesgo que presentan estos equipos, ya que los efectos de la onda expansiva afectan de manera indiscriminada, a las personas y a los bienes. Para evitar estos riesgos, existen una serie de medidas de seguridad, cuyo cumplimiento, nos permitirá obtener un grado de seguridad aceptable en los aparatos sometidos a presión. Estas medidas de seguridad comienzan en el diseño y construcción del equipo. La fabricación de estos equipos puede seguir diversas normas; (IRAM, ASME, ASTM y DIM). Es importante en el momento de la adquisición de un equipo que el fabricante especifique la norma de fabricación así como los datos de diseño, presión de trabajo y controles de calidad realizados. Posteriormente a lo largo de su normal funcionamiento, los recipientes a presión deben mantenerse dentro de condiciones de seguridad iniciales, por lo que el mantenimiento de estos aparatos adquiere una importancia primordial.

a) DEFINICIONES Aparatos a presión (AP): Equipos y conjuntos sometidos a una presión máxima admisible superior a 0,5

bar. Equipos a presión (EP): Recipientes, tuberías, accesorios de seguridad y otros accesorios que

comprende un AP. En su caso se considerara que forman parte de los AP los elementos fijados a las partes sometidas a presión, como las bridas, conexiones, abrazaderas, soportes, elementos para izar, etc.

Recipiente: Cubierta diseñada y fabricada para contenerlos fluidos a presión, incluye desde los elementos de montaje directo hasta el dispositivo previsto para la conexión con otros equipos y puede constar de más de una cámara.

Tuberías: Elementos de canalización destinados a la conducción de fluidos, siempre que estén conectadas para su integración en un sistema a presión.

Accesorios de seguridad: Dispositivos destinados a la protección de los EP frente al rebasamiento de los límites admisibles.

Estos dispositivos pueden ser: o Órganos de limitación directa de la presión:

Válvulas de seguridad. Discos de ruptura o rotura. Dispositivos de seguridad dirigidos.

o Órganos limitadores que accionen medios de intervención: Presostatos. Interruptores accionados por la temperatura o el nivel de fluido. Dispositivos de medida, control y regulación, con funciones de seguridad (SRMCR).

Accesorios a presión: Dispositivos con fines operativos cuya cubierta está sometida a presión. Presión: La correspondiente al aparato o equipo relativa a la atmosférica, es decir la



manométrica. En general se expresa en kg/cm2. El vacío se expresa en valor negativo. Presión máxima admisible (PS): La presión máxima para la que este diseñado el equipo. Temperatura máxima/mínima admisible (TS): Las temperaturas máxima/mínima para las

que este diseñado el aparato por el fabricante. Volumen (V): El volumen interno de una cámara (también denominado “capacidad en agua”),

incluído el volumen de los tubos hasta la primera conexión o soldadura y excluido el volumen de los elementos internos permanentes.

Diámetro nominal (DN): Cifra de identificación del diámetro común a todos los elementos de un sistema de tuberías, exceptuando los elementos indicados por sus diámetros exteriores o por el calibre de la rosca, Es un número redondeado a efectos de referencia, sin una relación estricta con las dimensiones de fabricación. Se denomina con las letras DN seguidas de un número.

b ) CLASIFICACIÓN

Aparatos a Presión con Fuego. En estos artefactos la presión del recipiente es producto del vapor generado por el calentamiento de un fluido y el generador de calor es interno. Los más comunes son las calderas. Aquí es necesaria la presencia física de un foguista que realice el mantenimiento y verifique el funcionamiento del equipo. La dedicación y cantidad de foguistas son determinados por las leyes vigentes. Si el aparato es de funcionamiento manual, requerirá la presencia del foguista en forma permanente; si es de funcionamiento automático, la persona encargada puede no ser de dedicación exclusiva pero sí estar en condiciones de acudir ante las señales de alarma (visuales y sonoras) que poseen estos artefactos.

Aparatos a Presión sin Fuego Hay muchísima variedad de aparatos a presión sin fuego. Enumeramos los más comunes: Los recipientes a presión (con excepción de las

calderas) para contener vapor, agua caliente, gases o aire a presión obtenidos de una fuente externa o por la aplicación indirecta de calor. Los recipientes sometidos a presión calentados con

vapor, incluyendo a todo recipiente hermético, vasijas abiertas que tengan una camisa, o doble pared con circulación o acumulación de vapor, usados para cocinar, y/o destilar, y/o secar, y/o evaporar, y/o tratamiento. Los tanques de agua sometidos a presión que puedan

ser utilizados para calentar agua por medio de vapor serpentinas de vapor y los que se destinan para almacenar

agua fría para distribuirla mediante presión. Los tanques de aire sometidos a presión, o de aire comprimido que se emplean como tanques primarios

o secundarios en un ciclo ordinario de compresión de aire, o directamente por compresores. Recipientes para cloro líquido.



Recipientes de gases comprimidos, licuados y disueltos. Cilindros para gases comprimidos, permanentes, licuados y disueltos. Recipientes para líquidos refrigerantes.

c) CONDICIONES GENERALES DE SEGURIDAD Las condiciones generales de seguridad para aparatos a presión se pueden resumir en:

En el Diseño y Construcción. Con anterioridad a la construcción de un recipiente a presión, es necesario adoptar una serie de medidas que nos garanticen un funcionamiento seguro del mismo. Estas medidas se describen en una primera etapa, la de diseño del aparato, a través del proyecto técnico que recoge las características principales del aparato. En una segunda etapa, está la construcción del equipo, que garantiza la seguridad del equipo mediante un estricto control de calidad.

Proyecto Técnico. 1. Función a la que se destina el aparato, presión de diseño, temperatura, volumen, fluidos. 2. Elementos de Seguridad: válvulas de seguridad, discos de ruptura, etc. 3. Órganos de regulación y control: manómetros, termómetros, presostatos, termostatos, niveles, etc. 4. Especificaciones mecánicas y químicas del material utilizado en la construcción. 5. Cálculos de espesores de las partes sometidas a presión, diámetros de las válvulas, etc. Estos cálculos deben efectuarse de acuerdo a códigos de diseño. 6. Procedimientos de soldadura y homologación de soldadores. 7. Controles de calidad empleados, prueba hidrostática, control de espesores, etc.

Construcción del Equipo. Una vez elaborado el proyecto técnico, se siguen las instrucciones que el mismo ha detallado referente a la construcción, las cuales fueron establecidas de acuerdo a los códigos de diseño adoptados. 1. Preparación del material. 2. Soldadura. 3. Mecanizado y montaje. 4. Prueba Hidráulica. Las operaciones anteriores son de suma importancia, destacándose la operación de soldadura y la prueba hidráulica. Soldadura

a) Examen para determinar la existencia o no de defectos superficiales, mediante observación visual, uso de líquidos penetrantes o de partículas magnéticas. b) Examen para averiguar defectos internos, mediante técnicas de ultrasonido o de radiografía industrial. Mediante estos controles por medio de personal técnico adecuado se establece si los defectos que se han descubierto garantizan o no la seguridad de manera suficiente.

http://www.google.com.ar/url?sa=i&rct=j&q=proyectos+de+calderas&source=images&cd=&cad=rja&docid=YOgs_atTMc7XiM&tbnid=dOJdvXKm6rOwSM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.clasf.co/q/saunas-calderas-para-baos-turcos-generadores-electricos/&ei=VaLPUaHhIYjo8gSTxoHQBA&bvm=bv.48572450,d.dmg&psig=AFQjCNFqcVUTVZgtYVqmGaWdwbajcEhKSg&ust=1372648330937035



Prueba Hidráulica. Los aparatos a presión se someten a pruebas hidráulicas como parte del control de calidad para comprobar la resistencia del equipo. Esta prueba es exigida por la normativa legal vigente. El fluido que se utiliza es agua con una determinada calidad de acuerdo al material de construcción del aparato. La utilización del agua se debe a su incompresibilidad de la misma, para evitar en caso de falla riesgos debido a la rotura del recipiente y liberación súbita del fluido contenido. Los códigos de diseño especifican como debe realizarse esta prueba. La metodología consta de: a) Comprobar que las estructuras resistan la carga del recipiente lleno de agua. b) Colocación de bridas ciegas o tapones roscados en todas las válvulas (excepto la destinada a venteo del aire). c) Llenado del recipiente con agua a Temperatura ambiente, hasta su salida por el venteo previsto (situado en la parte más alta del recipiente). d) Aumento de la presión mediante una bomba accionada manualmente, la cual debe estar provista de un manómetro contrastado, hasta la presión de diseño. e) Aumento de la presión de manera lenta, hasta alcanzar la presión de prueba, manteniendo este valor un tiempo no superior a 30 minutos determinando la existencia de fugas o deformaciones. f) Descenso hasta la presión atmosférica para comprobar que no existen deformaciones permanentes en el recipiente. g) Vaciado del recipiente, adoptando las precauciones oportunas, para impedir un posible efecto de colapso del mismo. En algunos casos, la prueba hidrostática no es recomendable, efectuándose entonces una prueba neumática. Debido a que este tipo de prueba supone un mayor riesgo, deberán adoptarse unas medidas de seguridad de mayor rigurosidad. Esta prueba se realiza cuando por ejemplo los cimientos no aguanten el peso con el agua, cuando los internos del equipo no resistan la corrosividad del agua, cuando no exista agua disponible a utilizar, cuando no es posible el secado del equipo luego de finalizada la maniobra, etc.

Elementos de Control y Seguridad. La seguridad del aparato debe seguir asegurándose a través del normal funcionamiento del equipo. Para ello es preciso dotarlo de unos elementos de control y seguridad cuya misión sea, impedir sobrepresiones peligrosas. Estos elementos son:

Elementos de Control a) Indicadores de Presión. Manómetros. b) Indicadores de Temperatura. Termómetros. c) Indicadores de Nivel.

nivel tapones fusibles manómetros



Elementos de Seguridad.

a ) Presostatos, actúan al elevarse/disminuir la presión del dispositivo .

b) Termostatos, actúan al elevarse/disminuir la temperatura del dispositivo.

c) controladores de nivel, actúan cuando existen tanto un nivel alto como uno bajo en un dispositivo. e) Dispositivos de Alivio de Presión, no permite que el dispositivo alcance una sobrepresión. Presostatos, Termostatos. Estos Dispositivos tienen la función de detectar las variaciones de presión y temperatura en el fluido y transformarlas en una señal eléctrica que actúa sobre los contactos de un microinterruptor.

Dispositivos de Alivio de Presión. Estos constituyen el elemento más importante para garantizar que el recipiente no alcance una sobrepresión peligrosa. Están pensados para que entren en funcionamiento cuando, por cualquier razón, los órganos de regulación han fallado.

Discos de Ruptura. Un disco de ruptura consiste en un disco metálico cuyo funcionamiento consiste en romperse a una presión determinada, la cual será inferior en cualquier caso, a la de prueba del aparato (generalmente se adopta la presión máxima de funcionamiento). Son de diversos metales (aluminio, acero, etc.) de acuerdo al fluido del recipiente y su corrosión. La desventaja es que no pueden volver a utilizarse: su ruptura, a la vez elimina una posible sobrepresión, hace que se inutilice para una nueva actuación. Por esta razón, los discos de ruptura no deben utilizarse si el fluido a presión presenta características tóxicas. No obstante los discos se utilizan en recipientes con presiones de diseño muy altas (en las que la capacidad de alivio de las válvulas de seguridad pudiera ser insuficiente). Asimismo, otra ventaja que presentan los discos, es que pueden utilizarse en situaciones en que las características del fluido puedan hacer inoperantes a las válvulas de seguridad (viscosidad o riesgo de polimerización). De esta manera se utilizan en las plantas de proceso para proteger los recipientes contra variaciones en la presión y para separar a las válvulas de seguridad y desahogo de los fluidos de proceso.

Válvulas de Seguridad y Alivio. Las válvulas de seguridad y alivio son dispositivos destinados también a evitar sobrepresiones peligrosas. Las válvulas de seguridad se destinan a gases o vapores, mientras que las segundas son para líquidos. La diferencia se aprecia en la abertura de las válvulas: mientras que las primeras presentan una abertura total al superar la presión de disparo de la válvula, las de alivio, tienen una apertura proporcional a la presión. Una válvula de seguridad dispone de una boquilla en conexión directa con las partes sometidas a presión, obturada por un disco, que recibe una fuerza en sentido descendente, proveniente de un resorte. En estado normal, un equilibrio de fuerzas entre la del muelle y la de la presión del fluido, impone que este disco se halle sobre el final de la boquilla, sin posibilidad de evacuación del fluido. Un desequilibrio entre estas fuerzas a favor de la presión interior provoca un levantamiento del disco, permitiendo una evacuación del



fluido y, por lo tanto, una eliminación de la sobrepresión, hasta que se reinstaura el equilibrio de fuerzas inicial. La instalación debe efectuarse previendo las condiciones de funcionamiento de la instalación: se tendrán en cuenta los posibles esfuerzos dinámicos, estáticos o térmicos a que pueda estar sometida la válvula y la tubería de desagüe. Asimismo es necesario realizar un correcto mantenimiento (purgas, ya que condensación de agua u otra sustancia puede provocar daños en el disco o el asiento de la misma como así también pequeñas impurezas que puedan producirse por fugas). Para dar solución a estos incidentes se puede intentar disparar la válvula a través de la palanca de comprobación (si la tiene) y hacer arrastrar en su salida, a las impurezas, en caso que no disponga de palanca de comprobación, la válvula debe llevarse a su fabricante para reparaciones y/o mantenimiento. Nunca debe ajustarse el seteo, a menos que lo realice personal autorizado. Esta presión de seteo se garantiza mediante un precinto de seguridad.

d) CALDERAS La producción industrial de calor se efectúa a partir de unos combustibles, naturales o artificiales, los cuales, sometidos a un proceso de combustión, nos facilitan la energía calorífica que necesitamos para un determinado proceso, o para su transformación en energía mecánica mediante un fluido intermedio, que generalmente es vapor. Los equipos en los que se suministra esta energía calorífica a un fluido intermedio son las calderas. Una caldera es un aparato a presión, en donde el calor procedente de una fuente de energía se transforma en utilizable, en forma de calorías, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.

Clasificación. Aunque existen diversas clasificaciones, indicaremos solo tres maneras, que consideramos las más importantes.

Según el Fluido Utilizado a) Calderas de Agua Caliente: es toda caldera en la que el medio de transporte es agua a temperatura inferior a 110ºC. b) Calderas de Agua Sobrecalentada: es toda caldera en la que el medio de transporte es agua a temperatura superior a 110ºC. c) Calderas de Fluído Térmico: es toda caldera en la que el medio de transporte es un líquido distinto al agua. d) Calderas de Vapor: es toda caldera en la que el medio de transporte es vapor de agua.

Según Distribución de Gases de Combustión y el Fluido. a) Humotubulares: El cuerpo de la caldera es el depósito de agua y está recorrido por tubos de pequeño diámetro, por el interior de los cuales circulan los gases (humos) de la combustión procedente del hogar.



b) Acuotubulares: El cuerpo central está constituido por una cámara de combustión, que es recorrida por un gran número de tubos de pequeño diámetro, por el interior de los cuales circula el agua.

Según Grado de Peligrosidad. Se define como el producto de la presión (kg/cm2) y el volumen (m3). a) Categoría A: PxV > 600. b) Categoría B: 10 < PxV <= 600 c) Categoría C: PxV <= 10

Seguridad Generales en Calderas Sala de Calderas La sala de calderas es el lugar donde se hallan estos equipos, por lo que debe reunir unos requisitos generales indispensables: Espacio Independiente: Es importante tengan espacio independiente del resto de las instalaciones. Con

ello se consigue una sectorización del riesgo y se dificulta el acceso a personas ajenas al funcionamiento. De acuerdo al tipo de peligrosidad serán diseñados estos recintos, como así también sus límites

perimetrales de acceso. Puertas y Ventanas: Todas deben tener salidas de fácil acceso y de acuerdo a la legislación aplicable en

donde se indican las recomendaciones según tipo de calderas. Ventilación: Es necesaria una correcta ventilación en las salas de caldera. Con la llegada continua de

aire, conseguimos uno de los integrantes de la combustión que efectúa el quemador. Pero además, evitamos la formación de atmósferas peligrosas por posibles acumulaciones de gases y/o humos. De acuerdo a la Normativa vigente se adecuarán las instalaciones.

Iluminación: El nivel de intensidad lumínica será de 30 a 60 lux. No obstante los indicadores de nivel, presión y temperatura deben tener siempre la iluminación adecuada para facilitar su lectura en cualquier momento. Puede en algunos casos disponerse de fuente de luz independiente que ilumine estos equipos.



Ante Explosiones Son los principales peligros de las calderas. Podemos clasificarlas en: a) Explosión Física: Rotura de las partes a presión por vaporización instantánea y la expansión brusca del

agua contenida en la caldera, como efecto de la rotura producida en un elemento sometido a presión. b) Explosión Química: Producida por la combustión instantánea de los vapores de combustible acumulado en el hogar. Analizando estas causas de explosión es que tendremos: Alta Presión del Fluído Una presión superior a la de diseño puede

provocar una rotura de partes a presión. Como elemento indicador de la presión existente en el interior del aparato, disponemos de los manómetros. El dispositivo de seguridad que dispondrá será un

presostato que: Parará la aportación calorífica cuando se alcance la presión máxima de servicio. Conectará la aportación calorífica cuando la presión haya disminuido en 0.5 kg/cm2. En caso de fallo de este presostato, entrara en funcionamiento un segundo dispositivo, conocido como

presostato de seguridad, el cual parará la aportación calorífica cuando la presión sobrepase la máxima de servicio y sea inferior a la de tarado de la válvula de seguridad.

Este dispositivo auxiliar dará también una señal acústica indicando una situación de riesgo para que personal de la caldera adopte las medidas correctoras necesarias para su normal funcionamiento.

En caso que estas medidas sean insuficientes la válvula de seguridad actuará libreando el exceso de presión.

Alta Temperatura del Fluido Una temperatura superior a la de diseño puede provocar una explosión por rotura de las partes por

superar la resistencia de los materiales. Las causas pueden ser: Falta de Agua. Alta temperatura del fluido. Incrustaciones en el interior de las paredes del recipiente.

Los dispositivos de seguridad que dispondrá serán: Tratamiento adecuado de agua de alimentación que evite la formación de costras que dificulten la

transferencia de calor. Detector mecánico de falta de agua (Flotador). Detector Eléctrico (Electrodo). Detector Neumático (diferencia de presión).

Una vez detectada la falla de falta de agua mediante dos dispositivos independientes, se solucionará el problema:

primero entrará en funcionamiento el sistema de alimentación del agua. Si esta medida resultase insuficiente, el segundo dispositivo entraría en funcionamiento, parando el sistema de aportación calorífica y poniendo en funcionamiento una señal acústica.

Siempre debe poder leerse el nivel de agua, para ello se dispondrán de indicadores de nivel. En caso de alta temperatura, ésta será indicada por el termómetro. Para evitar que esta temperatura

adopte valores peligrosos, entrará en funcionamiento el termostato el cual: Parará la aportación calorífica cuando se alcance la temperatura máxima de servicio. Conectará la aportación calorífica cuando la temperatura haya disminuido en 5 °C.



Posteriormente entraría en funcionamiento un termostato de seguridad, el cual parará la aportación calorífica cuando la temperatura sobrepase en un 5% la máxima de servicio accionando una señal acústica.

Pérdida de Espesor.

Una disminución del espesor provocará rotura de las partes. Esta disminución puede ser causada por una corrosión y/o erosión, la cual debe ser evaluada en el momento de diseñar el equipo.

A través de un adecuado mantenimiento de la caldera, se comprobará el espesor de las partes a presión, procediendo a una reparación cuando se llegue a espesores peligrosos.

El agua de alimentación es fundamental en este tipo de problemas. Es por eso que se debe realizar un control periódico a la calidad de agua de alimentación a la caldera. Combustión Instantánea del combustible. Esta combustión instantánea puede ser debida a un falla de la llama

y a un reencendido que provoque la explosión. Para evitar esa probabilidad, se establece un proceso de encendido que se inicia con un barrido. El barrido tiene por objeto, la introducción de aire en el hogar, para

evacuar los gases del circuito de humos. El tiempo de barrido estará calculado para introducir un volumen de aire tal que sea por lo menos 2

veces superior al volumen de humos en sólidos y líquidos y 4 veces superior para gases. La chispa que produce el encendido en los quemadores debe siempre encender luego que se haya

realizado el correcto barrido de los gases en el circuito de combustión de las calderas. Durante el normal funcionamiento de la caldera puede producirse la desaparición de la llama en el

quemador. Para esto debe disponerse un dispositivo de seguridad tal que permita detectar la ausencia de llama

provocando el cierre de las entradas de combustible al quemador, dando una señal acústica correspondiente.

Mantenimiento de Calderas. La seguridad de las calderas se basa, tal como se detalló anteriormente, en unas medidas de diseño y construcción, así como de unos elementos de regulación y control del funcionamiento normal de estos aparatos. No obstante, las características propias de su funcionamiento hacen que existan unos riesgos, como son las incrustaciones y las corrosiones, que pueden deteriorar la caldera, alcanzando valores que pueden ser peligrosos. Analizando estos factores se pueden determinar programas de mantenimiento, el cual estará encaminado a adoptar las medidas oportunas para que no se llegue a situaciones con riesgo grave para la instalación y las personas.

Incrustaciones Lado Agua. Las incrustaciones se crean a partir de las sustancias en suspensión y disueltas que lleva el agua (oxígeno, CO2, minerales, etc). Estas incrustaciones producen la corrosión del acero. Otras como el bicarbonato cálcico, se descomponen por el efecto de la temperatura, precipitando en forma de carbonatos o sulfatos que alcanzan la concentración de saturación y precipitan. Este precipitado no permite la buena transferencia de calor, dificultando la operación de la caldera. Así pues para eliminar este problema es necesario un adecuado tratamiento al agua tal que elimine:



Las materias en suspensión: Se eliminan por Filtración, Coagulación, floculación y decantación del agua.

Las materias disueltas: Son lo denominado Dureza del agua (bicarbonatos –dureza temporal). Estas se descomponen por la acción del calor. El otro tipo de dureza (la permanente-Cloruros, sulfuros, etc.) no se elimina por acción térmica. Para su eliminación se necesitan ablandadores de agua. Compuestos químicos que hacen precipitar a los iones de Calcio y Magnesio para su posterior eliminación.

Los gases disueltos. Por estas causas es que es preciso realizar análisis de agua a las calderas y de acuerdo a sus resultados

se adoptaran medidas de prevención con el fin de operar la caldera en condiciones aptas para su correcto funcionamiento. En definitiva se agregan al agua ablandadores, compuestos químicos que impiden la formación de incrustaciones.

Corrosión Lado Agua.

Una de las posibles causas de accidentes en los generadores de vapor consiste en la rotura de las partes sometidas a presión, con la posibilidad que la rotura provoque una explosión. Esta rotura de se debe a un debilitamiento de las chapas o de los tubos de la caldera, debido a la corrosión. La presencia del agua, necesaria para la producción del vapor, produce la corrosión, aún sin la presencia de oxígeno disuelto. No obstante, esta corrosión, en determinadas formas, nos puede ser beneficiosa: Puede detenerse por sí sola, impidiendo un ataque más severo. En ausencia de oxígeno y a temperaturas superiores a 50ºC, se forma la magnetita (Fe3O4) por la reacción 4 H2O + 3Fe = Fe3O4 + 4H2 Proporcionándonos una película compacta y adherente, que presenta una propiedad esencial: Frena un posterior ataque de la corrosión, formando en

definitiva una capa protectora. Para mantener esta capa protectora es necesario evitar condiciones fuertemente agresivas como por ejemplo, las paradas o puestas en marcha bruscas, las variaciones repentinas de presión y de Ph. La protección del acero



se logra a Ph entre 9 y 12. Medios ácidos o fuertemente alcalinos disuelven la magnetita, causando la corrosión del acero. Esta formación de magnetita, se ha realizado en ausencia de oxígeno. Si tuviéramos el gas disuelto, el producto final no sería la magnetita sino el Fe(OH)2. Esta masa porosa no protectora tiende a socavarse por el oxido férrico hidratado formando fisuras y discontinuidades. Este depósito de masa porosa puede causar, en aguas con oxígeno, el funcionamiento de pilas de aireación diferencial, provocando entonces la corrosión localizada: Corrosión por picaduras (pitting). Así pues, es necesario que en el tratamiento del agua de alimentación se tenga presente la eliminación del oxígeno, que nos provocaría esta corrosión por picaduras, y la eliminación del CO2 por la posibilidad de formación de ácido carbónico inestable, variando el ph de la disolución (corrosión ácida) y pudiéndose transformar en bicarbonatos, pudiendo originar incrustaciones calcáreas. Esta desgasificación puede ser química adicionando al agua reductores y neutralizantes. Por ejemplo adicionando reactivos como el sulfito de sodio y la hidracina.

Corrosión Lado Humos. Una de las posibles causas de averías son las corrosiones que se producen en el lado de los humos. Esta corrosión es debida a la composición del combustible que utilizamos. Generalmente, dicho combustible es un producto derivado del proceso de refino del petróleo (fuel oil), lo que implica unas características complejas y variables. Estos combustibles contienen pequeñas trazas de azufre, y si este está en cantidad suficiente, en el proceso de oxidación de la combustión dará origen a la corrosión en este lado de la caldera. En esta oxidación, el azufre se transforma en SO2, que a su vez pasa a SO3, pudiéndose condensar en forma de acido sulfúrico, sobre superficies que tengan una temperatura inferior al punto de rocío. Así pues, nos interesará que los gases de la combustión no tengan nunca una temperatura inferior al punto de rocío. Pero no solo los humos deben tener esta temperatura, sino también las partes que entren en contacto con ellos antes de salir a la atmósfera. Es por ello también que siempre conviene temperaturas altas de la llama, para disminuir la formación de SO3.

Protección en Paradas. La problemática que supone la corrosión en las calderas se agrava cuando se produce un parada más o menos prolongada de las mismas (revisiones, reparaciones, falta de producción…). Es en estas paradas cuando se producen una serie de mecanismos que aceleran la velocidad de corrosión. La oxidación atmosférica de la magnetita nos produce un producto de color rojizo (Fe2O3) que carece de las características protectoras de la magnetita. En zona de humos, se produce el ácido sulfúrico ya que se ha disminuído la temperatura, situándonos en temperaturas inferiores al punto de rocío. En estas situaciones, un programa de mantenimiento debe tener prevista la actuación durante las paradas, protegiendo a las calderas y los tubos de agua mediante la introducción de agua desmineralizada, a un ph de 9.5 a 10.5, con la cantidad suficiente de hidracina o sulfito sódico, para efectuar la protección durante la parada. Este procedimiento es el denominado Húmedo de protección.

Revisiones Periódicas. La forma más eficaz de controlar si el mantenimiento que se efectúa sobre una caldera es el adecuado o no es efectuar una revisión periódica. Esta revisión o inspección debe efectuarse de acuerdo a lo que dictan las normativas de cada país en particular. Estas revisiones pueden ser diarias, semanales, mensuales y/o anuales de acuerdo a las Normativas vigentes.



Antes de efectuarse una inspección o prueba en una caldera, debe asegurarse que sus partes están frías y que todas las partes accesibles se encuentren secas, permaneciendo abiertas las aberturas de inspección y de limpieza, así como las puertas o registros de los conductos y cajas de humos.

Operadores de Calderas. Para reducir la causa de accidentes, los operadores encargados de vigilar, supervisar, conducir y mantener cualquier caldera deben estar al corriente del funcionamiento de la misma y ser conscientes de los peligros que puede ocasionar una falsa maniobra, así como un mal entrenamiento o una mala manipulación. Para esto cada Normativa cuenta con los requisitos mínimos necesarios que debe cumplir el operador o foguista de una caldera.

Calderas de Agua Caliente y Sobrecalentada. Este tipo de calderas son aquellas en las que el fluido que se utiliza como medio de intercambio de calor no cambia su estado: No se transforma en vapor, aún cuando la temperatura lo permitiera en condiciones de presión normales. Este tipo de calderas presentan un tipo de seguridad que consiste en un depósito de expansión. Este depósito está calculado de tal manera que pueda admitir toda la dilatación del agua de la instalación. Con el fin de evitar sobrepresiones peligrosas en el mencionado depósito, en algunos casos, éste está conectado a la atmósfera, en otros casos, dispone de una válvula de seguridad contra este posible aumento de presión. En cualquier caso, ya que éste depósito constituye el elemento más importante de seguridad, las tuberías que comunican la caldera con el depósito, tanto de subida como de bajada, deben calcularse correctamente, no pueden presentar estrechamiento alguno y por supuesto, no pueden cerrarse. El incumplimiento de estas reglas supone poner en peligro el funcionamiento del aparato.

Calderas de Fluido Térmico. Los fluidos son generalmente aceites provenientes del refino de petróleo, con los que se puede alcanzar temperaturas, que si se pretendieran alcanzar con agua o vapor, requerirían unas características constructivas especiales para poder resistir la presión a que estarían sometidos. Por lo tanto, mediante estas calderas se consiguen altas temperaturas a bajas presiones. Al igual que las calderas de agua, este tipo de calderas establecen su seguridad a través de un depósito de expansión destinado a absorber las variaciones de presión que sufre el líquido. Asimismo las calderas de fluido térmico dispondrán, en la parte más baja de su instalación, de un depósito colector capaz de recibir la cantidad total del fluido de la instalación. El objetivo es evitar un derrame accidental, ya que, debido a las características del fluido, éste puede ser nocivo para la salud de las personas presentes en la zona del derrame.

e) COMPRESORES En la actualidad, la energía neumática se presenta como una buena solución para la automatización racional de los diversos procesos productivos, ya que este tipo de energía fundamentada en el uso de aire comprimido tiene las ventajas de la abundancia del aire, de su bajo costo, de su facilidad de transformación, de su facilidad de almacenamiento, de su limpieza… Las instalaciones de producción y distribución de aire comprimido se componen de un equipo de producción del mismo integrado por el compresor, un refrigerador, un depósito acumulador de aire y un secador del aire. La distribución del aire se realiza a través de una red de canalizaciones flexibles o rígidas. La producción de aire comprimido a través de unos aparatos que se denominan compresores. Estos compresores, a través de una reducción de volumen o través de los principios de la dinámica de fluidos, consiguen elevar la presión del aire para su posterior utilización.



Clasificación de Compresores. Compresores Volumétricos: Se distinguen los de émbolo y los rotativos. Compresores Dinámicos: También denominados turbocompresores. La elección de un compresor, debe efectuarse estableciendo correctamente las condiciones de trabajo que

Compresor de émbolo

Compresor de paletas

Compresor de tornillo

Compresor root

Compresor de membrana

Compresor axial



redundarán en una mayor seguridad. Esta elección se fundamenta en dos parámetros básicos: La presión deseada en la instalación y el caudal aspirado. Una vez que se ha conseguido aumentar la presión de aire, éste es almacenado en un depósito con el fin de

amortiguar las pulsaciones si los compresores son alternativos. Asimismo, éste depósito de aire permite regular el suministro de caudal de aire, en función de la demanda del mismo. Estos depósitos, que en equipos pequeños acostumbran estar montados bajo el mismo compresor, disponen de válvulas de seguridad, un manómetro, un presostato y una llave de purga de los condensados que se producen. El aire producido por un compresor puede llevar impurezas que deterioran la instalación, incidiendo negativamente en la seguridad de la misma. Estas impurezas son: Agua: Produce la oxidación de la instalación, así como el

desgaste de la misma ya que es posible un arrastre del aceite lubricante. Polvo y Suciedad: Provocan deterioros en las juntas de estanqueidad de los elementos

neumáticos. Para eliminar estos riesgos, en una primera etapa, antes de la introducción misma del aire en el aparato

compresor, éste es sometido a una filtración. Así pues, en el momento de instalar el compresor, deberá escogerse una ubicación tal que reduzca el

polvo que tenga que retener este filtro. A continuación el aire es sometido a una refrigeración y/o secado que procederá a eliminar la cantidad

de agua procedente de la humedad, así como del aceite que, en forma de vapores, produce el compresor.

Este aire es distribuido a través de una conducción rígida o flexible a los puntos de consumo y utilización.

Riesgos en Compresores.

QUEMADURAS. CONTACTOS CON ÓRGANOS MÓVILES.

EXPLOSIONES. EXPOSICIÓN A RUIDOS Y VIBRACIONES.

Las medidas más eficientes frente a estos tipos de riesgos en un adecuado mantenimiento y control de todos los elementos de seguridad ya instalados en el aparato. Control de presostatos, válvulas de seguridad, protecciones mecánicas fijas y móviles, control de atmósferas explosivas, localización del compresor en zonas anti- ruidos, montaje sobre soportes antivibratorios, etc. sus partes. Todos los controles deben realizarse siempre con personal calificado. Cuando no se disponga de la suficiente información para su manipuleo se debe recurrir al fabricante del equipo quien diseñó e instaló el aparato.

LEGISLACIÓN / NORMATIVA 8.1 ¿Que Dice la Ley? La Ley 19.587 en su Capitulo XVI Artículos 138 al 144- trata el tema de Aparatos que desarrollan presión interna. La Resolución 231/96 “Aparatos Sometidos a Presión” y sus resoluciones modificatorias (129/97 y 529/98) dan los lineamientos a seguir en cuanto a mantenimiento, operadores, proveedores, empresas constructoras y de diseño de los equipos a presión. CAPITULO XVI



APARATOS QUE PUEDAN DESARROLLAR PRESION INTERNA

Artículo 138º) En todo establecimiento en que existan aparatos que puedan desarrollar presión interna, se fijarán instrucciones detalladas, con esquemas de la instalación que señalen los dispositivos de seguridad en forma bien visible y las prescripciones para ejecutar las maniobras correctamente, prohíban las que no deban efectuarse por ser riesgosas e indiquen las que hayan de observarse en caso de riesgo o avería. Estas prescripciones se adaptarán a las instrucciones específicas que hubiera señalado el constructor del aparato y a lo que indique la autoridad competente. Los trabajadores encargados del manejo y vigilancia de estos aparatos, deberán estar instruidos y adiestrados previamente por la empresa, quien no autorizará su trabajo hasta que éstos no se encuentren debidamente capacitados. Artículo 139º) Los hogares, hornos, calentadores, calderas y demás aparatos que aumenten la temperatura ambiente, se protegerán mediante revestimientos, pantallas o cualquier otra forma adecuada para evitar la acción del calor excesivo sobre los trabajadores que desarrollen sus actividades en ellos o en sus inmediaciones, dejándose alrededor de los mismos un espacio libre no menor de 150 m., prohibiéndose almacenar materias combustibles en los espacios próximos a ellos. Los depósitos, cubas, calderas o recipientes análogos que contengan líquidos que ofrezcan riesgo por no estar provistos de cubierta adecuada, deberán instalarse de modo que su borde superior esté por lo menos, a 0,90 m. sobre el suelo o plataforma de trabajo. Si esto no fuera posible se protegerán en todo su contorno por barandas resistentes de dicha altura. Artículo 140º) Las calderas, ya sean de encendido manual o automático, serán controladas e inspeccionadas totalmente por lo menos una vez al año por la empresa constructora o instaladora y en ausencia de éstas por otra especializada, la que extenderá la correspondiente certificación la cual se mantendrá en un lugar bien visible. Cuando el combustible empleado sea carbón o leña, no se usarán líquidos inflamables o materias que puedan causar explosiones o retrocesos de llamas. Iguales condiciones se seguirán en las calderas en las que se empleen petróleo, sus derivados o gases combustibles. Los reguladores de tiro se abrirán lo suficiente para producir una ligera corriente de aire que evite el retroceso de las llamas. Siempre que el encendido no sea automático, se efectuará con dispositivo apropiado. Cuando entre vapor en las tuberías y en las conexiones frías, las válvulas se abrirán lentamente, hasta que los elementos alcancen la temperatura prevista. Igual procedimiento deberá seguirse cuando deba ingresar agua fría a tuberías y conexiones calientes. Cuando la presión de la caldera se aproxime a la presión de trabajo, la válvula de seguridad se probará a mano. Durante el funcionamiento de la caldera, se controlará repetida y periódicamente durante la jornada de trabajo el nivel de agua en el indicador, purgándose las columnas respectivas a fin de comprobar que todas las conexiones estén libres. Las válvulas de desagües de las calderas se abrirán completamente cada 24 horas y si es posible en cada turno de trabajo. En caso de ebullición violenta del agua de las calderas, la válvula se cerrará inmediatamente y se detendrá el fuego, quedando retirada del servicio la caldera hasta que se comprueben y corrijan sus condiciones de funcionamiento. Una vez reducida la presión de vapor, se dejarán enfriar las calderas durante un mínimo de 8 horas. Las calderas de vapor deberán tener, independientemente de su presión de trabajo, válvulas de seguridad y presostatos, las cuales al llegar a valores prefijados, deberán interrumpir el suministro de combustible al quemador. Las calderas cuya finalidad sea la producción de agua caliente, independientemente de los valores de temperatura de trabajo, deberán poseer acuastato, los que interrumpirán el suministro de combustible al quemador, cuando la temperatura del agua alcance ciertos valores prefijados. Cuando las calderas usen como combustible gas natural o envasado, deberán poseer antes del quemador dos válvulas solenoides de corte de gas. Las mismas deberán ser desarmadas y limpiadas cada 6 meses, desmagnetizando el vástago del solenoide. Las válvulas solenoides, los presostatos, acuastatos y válvulas de seguridad que se usen, deberán integrar en serie el circuito de seguridad, el cual estará aislado térmicamente de la caldera. Este circuito deberá probarse todos los días. Cuando la combustión en el quemador se inicie con un piloto, éste deberá tener termocupla que



acciones la válvula de paso de gas del propio piloto y las válvulas solenoides, de manera tal que al apagarse el piloto por acción de esta termocupla, se interrumpa todo suministro de gas al quemador de la caldera. Artículo 141º) Otros aparatos que puedan desarrollar presión interna y que no se hayan mencionado en los artículos precedentes deberán poseer: 1) Válvulas de seguridad, capaces de evacuar con la urgencia del caso la totalidad del volumen de los fluidos producidos al exceder los valores prefijados para ésta, previendo los riesgos que puedan surgir por este motivo. 2) Presostatos, los cuales al llegar a sus valores prefijados interrumpirán el suministro de combustible, cesando el incremento de presión. 3) Elementos equivalentes, que cumplan con las funciones mencionadas en los apartados precedentes. Deberá preverse asimismo, la interrupción del suministro de fuerza motriz al aparato ante una sobrepresión del mismo. Artículo 142º) El almacenado de recipientes, tubos, cilindros, tambores y otros que contengan gases licuados a presión, en el interior de los locales, se ajustará a los siguientes requisitos: 1) Su número se limitará a las necesidades y previsiones de su consumo, evitándose almacenamiento excesivo. 2) Se colocarán en forma conveniente, para asegurarlos contra caídas y choques. 3) No existirán en las proximidades sustancias inflamables o fuentes de calor. 4) Quedarán protegidos de los rayos del sol y de la humedad intensa y continua. 5) Los locales de almacenaje serán de paredes resistentes al fuego y cumplirán las prescripciones dictadas para sustancias inflamables o explosivas. 6) Estos locales se marcarán con carteles de "peligro de explosión", claramente visibles. 7) Se prohíbe la elevación de recipientes por medio de electroimanes, así como su traslado por medio de otros aparatos elevadores,, salvo que se utilicen dispositivos específicos para tal fin. 8) Estarán provistos del correspondiente capuchón. 9) Se prohíbe el uso de sustancias grasas o aceites en los orificios de salida y en los aditamentos de los cilindros que contengan oxígeno o gases oxidantes. 10) Para el traslado, se dispondrá de carretillas con ruedas y trabas o cadena que impida la caída o deslizamiento de los mismos. 11) En los cilindros con acetileno se prohíbe el uso de cobre y sus aleaciones en los elementos que puedan entrar en contacto con el mismo; asimismo se mantendrán en posición vertical al menos 12 horas antes de utilizar su contenido. Artículo 143º) Los aparatos en los cuales se pueda desarrollar presión interna por cualquier causa ajena a su función específica, poseerán dispositivos de alivio de presión que permitan evacuar como mínimo el máximo caudal del fluido que origine la sobrepresión. Artículo 144º) Los aparatos sometidos a presión interna capaces de producir frío, con la posibilidad de desprendimiento de contaminantes, deberán estar aislados y ventilados convenientemente

BIBLIOGRAFÍA 1. Ley 19.587 Dec. Reg. 351/79. 2. Resolución 231/96 Aparatos Sometidos a Presión. Res.129/97 – Res. 529/98. 3. Ordenanza 33677 de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires. 4. Normas Técnicas de Prevención (NTP). Instituto Nacional de Seguridad E Higiene en el trabajo (España). 5. Apuntes del Ing. Mauro TISMINETZKY.

equipos sometidos a presión-seguridad

Environment