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Prevencin en Calderas

Jose Luis Ferreira

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PREVENCION DE LOS ACCIDENTES EN CALDERAS

Accidentes es un suceso que altera el normal desenvolvimiento de una faena, pudiendo haber lesionados o no. El factor ms importante en la secuencia de un accidente es la causa que puede provenir de: Acciones Inseguras Condiciones Inseguras Si aplicamos estos principios de seguridad a las calderas podemos decir lo siguiente: Condiciones Inseguras: Se pueden considerar como condiciones seguridad o inseguridad en el ambiente de trabajo y tratndose de calderas estas dependern: De la calidad de la construccin Del estado de la caldera De que los accesorios sean suficientes y en buen estado Del sistema de mantencin y funcionamiento Acciones inseguras: Son inherentes al hombre, y en nuestro caso especficamente al operador de caldera, y dependern de los siguientes factores: Conocimientos suficientes para el manejo de la caldera Condiciones personales tales como: negligencia, intemperancia, desinters, falta de seriedad, etc., en el desempeo de sus funciones. Conciencia de la responsabilidad de su cargo y cumplimiento de las instrucciones y reglamentos del manejo y cuidado de calderas. FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA PREVENCION DE ACCIDENTES De planificacin Espesores de planchas Detalles de soldaduras Accesorios de seguridad Calidad de materiales utilizados Detalles de construccin e instalacin Esta gua es fundamental para ejecutar con seguridad la construccin e instalacin de calderasDe construccin Material usado Mano de obra Capacitada y estricta vigilancia de estos factores Fiel interpretacin de la planificacin (planos, normas, etc.) Construida la caldera, el fabricante deber acreditar por un certificado, la calidad de ella, garantizando que est en condiciones de operar a la presin mxima para la que fue diseada. De instalacin e inspecciones oficiales Seguir especificaciones del fabricante Mano de obra especializada Seguir reglamentacin vigente Respecto a esto ltimo, actualmente, el reglamento que rige es el Decreto N 48 del 12 de Mayo de 1984. Por esto la planificacin de estas instalaciones debern cumplir los requisitos reglamentarios, adems de las especificaciones tcnicas de fabricacin. De operacin Una vez puesta en servicio la caldera, la idoneidad del operador, para la operacin y cuidado del equipo es fundamental. Su capacitacin deber ser en relacin a la complejidad y riesgo del equipo a operar. Para dar cumplimiento a lo anterior, se deber cumplir con la indicado en la reglamentacin legal vigente (Art. 43 al 46 del Decreto 48/84)

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Contar con curso de caldera Aprobar examen en el Servicio de Salud Renovacin de certificacin De mantencin Desde el momento que se inicia el funcionamiento de una caldera deber planificarse su programa de mantencin, que debe cumplir como mnimo: Revisin peridica de la caldera y sus accesorios Llevar un libro de novedades donde se registren los detalles de los programas de mantencin. Tratamiento de aguas El objetivo de la mantencin en la prevencin de accidentes, es adelantarse a prevenir las posibles fallas que los provocan. Adems influye en la duracin del equipo y el rendimiento de la instalacin Se debe recordar que es el usuario el responsable de esta mantencin y del correcto uso del equipo segn su diseo. No obstante lo anterior, ser el operador la persona clave en la marcha del equipo, de ah su idoneidad. FUNCIONAMIENTO Y MANEJO DE CALDERAS Para el buen funcionamiento de una caldera, es muy importante instalarla en una sala que tenga suficiente luz, buena ventilacin y espacio que permita trabajar sin dificultad al operador de caldera teniendo el espacio suficiente para que cada una de sus partes sean accesibles. Se debe ubicar lo ms cerca posible de los puntos de consumo de vapor, a fin de disminuir al mximo las prdidas de calor por condensacin de las caeras. Una vez cumplido el trmite de inspecciones y pruebas se pondr en marcha, donde se proceder de la siguiente manera: 1. Realizar una revisin general de todas las instalaciones a fin de detectar cualquier anormalidad que pudiera poner en riesgo al equipo y las personas. 2. Controlar los accesorios de alimentacin de agua, tanto del servicio como la de reserva. Verificar que el tubo de nivel indique efectivamente el nivel de agua existente en la caldera. 3. Revisar el hogar y prepararlo para la ignicin. 4. Abrir vlvula atmosfrica superior a fin de permitir la salida del aire desde el interior de la caldera 5. Llenar la caldera con agua hasta unos 2 o 3 cms. , inferior al de nivel de trabajo, espacio que se deja para la dilatacin del agua al calentarse. 6. Encender el fuego, asegurndose de realizar un calentamiento gradual (lento). 7. Una vez que comenz a generar vapor cerrar la vlvula atmosfrica superior. 8. Una vez que esta funcionando con presin de vapor, verificar el funcionamiento correcto de todos los accesorios. Durante el funcionamiento de la caldera debe cuidarse la alimentacin en forma regular de agua y combustible. No debe permitirse que el nivel de agua baje demasiado, ni suba ms de lo normal (esto cuando no existen reguladores automticos de control de nivel). En el primer caso exigira una alimentacin muy prolongada, lo que enfriara la caldera y baja la presin de vapor; en el segundo caso el vapor que se produce es muy hmedo. El exceso de carga en el hogar se traduce en prdidas de combustible y obstruccin de los conductos de humo. Adems se podran producir explosiones en las zonas de combustin y conductos de humo. MANTENCIN DE LA COMBUSTIN 1.- Hogar de combustible slido: Encendido Para realizar un encendido del fuego adecuado, se debe distribuir lo ms uniformemente el combustible sobre las parrillas del hogar, colocando una delgada capa. No se deben emplear elementos combustibles como parafina o bencina, por que se desarrollara un intenso calor en forma rpida, produciendo dilataciones desiguales con riesgo de deformaciones, filtraciones, etc. Una vez que arda deber alimentarse el fuego gradualmente hasta alcanzar lo ideal y comenzar a generar presin.

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Recuerde que antes de comenzar a generar presin, deber abrirse la vlvula atmosfrica para eliminar el aire contenido en la caldera, evitando oxidaciones prematuras y problemas de presiones falsas al interior de la caldera. Mantenimiento del fuego. El fuego se deber mantener de manera de que la presin se mantenga dentro de lo requerido. Cualquiera sea el tipo de combustible slido que se est utilizando se deber cuidar de que la distribucin de esta sea uniforme y en cantidad adecuada, evitando de abrir muchas veces la puerta del hogar para no enfriar el proceso de combustin. En todo caso, lo anterior depender fundamentalmente de la pericia del operador (capacitacin y experiencia). Otra cosa importante es que el operador no debe descuidar la limpieza frecuente del hogar y de los conductos de salidas de los gases de combustin a fin de facilitar la buena combustin. Deber asimismo el operador mantener siempre cerca y apartado el combustible que se necesitar de manera que no se pierda la buena combustin y tener que recurrir a un gasto adicional e innecesario de combustible para recuperar la temperatura ideal de combustin. 2.- Hogar con combustible lquido (petrleo atomizado) Para obtener una buena combustin en un hogar con quemadores de petrleo es necesario: 1. Que haya una correcta presin y temperatura del petrleo a fin de obtener una atomizacin ideal (estos parmetros dependern de la caldera y el tipo de petrleo) 2. Un correcto ajuste del quemador en el registro de aire (cavidad donde va colocado el quemador) 3. Un correcto ajuste de las puertas del registro de aire para admitir solamente la cantidad necesaria de aire para la combustin. Hoy, normalmente estos ajuste se regulan en forma automtica) 4. Controlar la accin del tiraje forzado, a fin de entregar el correcto volumen de aire, con las puertas de aire de los quemadores completamente abiertos (desde hace algunos aos, estos procesos de regulacin son automticos) 5. Limpiar peridicamente los filtros de petrleo, inyectores y electrodos evitando que los residuos y sedimentos obstruyan el correcto funcionamiento del quemador. MANTENCIN DE LA PRESION DE VAPOR Cuando el consumo de vapor es constante la presin no tendra que variar salvo por descuidos del operador. Si la presin ha subido el operador deber cerrar las entradas de aire no alimentando con combustible. Otra alternativa, si el nivel de agua lo permite, se puede inyectar agua fra, ya sea con la bomba de alimentacin o el inyector auxiliar de agua. Cuando se trata de consumo variable, si este aumenta y el operador nota un descenso en la presin, debers aumentar la cantidad de combustible y la entrada de aire. PURGAS DE LA CALDERA Para eliminar los residuos que se pueden formar en el fondo de la caldera mientras esta est en funcionamiento, debern realizarse las purgas correspondiente, abriendo la vlvula de purga o de descarga. Primeramente se abrir y cerrar bruscamente por unos segundos (5 a 10 segundos), a fin de remover todos los sedimentos acumulados en el fondo, luego se abrir completamente la vlvula de purga por varios segundos a fin de salgan todos lo sedimentos removidos, la duracin de la purga normalmente corresponde al descenso del tubo de nivel en unos dos centmetros. De preferencia las purgas se realizarn en la maana por que durante este perodo por la calma de la noche los sedimentos se han precipitado casi en su totalidad. Cuando el sistema de turno es continuado, conviene purgar en la tarde. Estas purgas se realizarn segn sea la calidad de agua de alimentacin, pero por lo menos se realizar una vez por turno diariamente.

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Muy importante, antes de realizar una purga de larga duracin se debe observar el nivel de agua en el tubo, prefiriendo la realizacin de esta cuando el nivel de agua est en su punto mximo. Tambin se pueden realizar purgas con la finalidad de enfriar la caldera (purgando e inyectando agua) y para probar en algunos casos los sistemas de alarmas de baja de nivel de agua, purgando hasta que descienda el nivel por sobre el nivel de seguridad. DETENCIN DE CALDERAS Cuando se va a proceder a parar una caldera se deber tener siempre cuidado de inyectar agua para dejarla con un nivel mas o menos normal. En las calderas revestidas con mamposteras de ladrillos se deber tener especial cuidado, a fin de cuidar que la caldera no se seque por la noche por efecto del calor acumulado por la mampostera. Puede presentarse el caso de que si se ha dejado la caldera con una pequea presin, esta haya aumentado y a su vez el nivel haya subido; este hecho, se debe a que al inyectar agua antes de parar, la caldera ha quedado con agua mas o menos fra. Durante la noche la mampostera entrega calor calentando el agua, que se dilata, aumentando el volumen y generando presin. EMBANCAMIENTO DEL FUEGO Cuando El fuego se embanca, es decir, se ha apagado, no debe olvidarse que una cantidad suficiente de aire deber seguir pasando a travs de la instalacin para evitar la acumulacin de gases combustibles y posibles explosiones al quemarse en forma instantnea. Es indispensable en estos casos abrir la puerta de cenicero y puerta del hogar. LIMPIEZA DE LAS CALDERAS La caldera debe limpiarse de acuerdo a un programa de mantencin segn el manual de operacin de cada caldera. No obstante, una forma de ver cuando requiere limpieza es abriendo la llave de grifo de prueba a nivel normal de agua (vlvula central), cuando bota agua a intervalos (escupe), ello indicara que la caldera tiene espuma y lodos en suspensin. La limpieza se realiza por la puerta de hombre y tapas de registros. HOLLN El principal componente del holln puro, o negro del humo, es el carbono. La composicin del holln comn vara considerablemente, dependiendo de la calidad y clase de combustible empleado; cido y alquitranes mezclados con el negro de humo son los contribuyentes normales del holln de las calderas. Debido principalmente a su estado esponjoso, el holln es 5 veces ms aislador que el asbesto; por esta razn el rendimiento de una caldera, y en especial su capacidad de vaporizacin, baja rpidamente cuando se deja acumular holln, aunque sea en pequeas cantidades. Si el holln no se remueve a menudo el carbono se quema en parte y la masa tiende a formar una especie de cemento que se pega fuertemente a las superficies metlicas. La limpieza se efecta mediante chorros de vapor, empleando mangueras y pitones en las calderas pequeas y red de caeras y pitones movibles en las grandes o diariamente con escobillones especiales de acero. CONSERVACIN DE LAS CALDERAS EN RECESO Para impedir las corrosiones producidas en las calderas por el aire hmedo, en los perodos de descansos prolongados, lo mejor es llenarla con agua nueva, vigilando constantemente que permanezca llena por completo. El agua que se coloque a la caldera debe ser bsica, lo que se asegura colocando al agua potable cal, en proporcin adecuada. Al dejar la caldera completamente vaca, debe cubrirse interiormente con barnices especiales. Al vaciar una caldera, para evitar enfriamientos bruscos y recalentamientos del metal, debe tomerse las siguientes precauciones.

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1. Apagar el fuego completamente, retirando los residuos de combustible no quemados. 2. cerrar la puerta del hogar, la del cenicero y del registro, con el objeeto de impedir la entrada de aire demasiado fro. 3. Aguardar a que la mampostera se haya enfriado, pues de otra manera los metales podran recalentarse en su parte superior y la dilatacin dispareja dara lugar a filtraciones y deformaciones. 4. Vaciar la caldera, enfriando paulatinamente el agua, con este fin se introduce agua fra mientras la llave de purga se mantiene abierta. Esta operacin tiene por objeto impedir el endurecimiento de los depsitos de sales que tienen la tendencia a formarse sobre las planchas demasiado calientes. EMERGENCIAS EN CALDERAS AUMENTO SBITO DE LA PRESIN Esto sucede generalmente cuando disminuye el consumo de vapor, o cuando se descuida el operador de caldera y hay exceso de combustible en el hogar. Es relativamente sencillo reducir la presin, reduciendo el tiraje de tiro de chimenea y abriendo un poco la puerta del hogar. Si el nivel lo permite, se puede realizar purgas de fondo prolongadas inyectando agua fra a la vez, enfriando as el agua y disminuyendo la presi n. Hay casos mas complicados en calderas de combustible de lea de hogares grande donde no es posible retirar el combustible, y que por alguna razn se debe cerrar totalmente el consumo de vapor y adems puede darse que no funcione la vlvula de seguridad, en este caso la presin aumentar rpidamente. Aqu deber actuar rpidamente, si el nivel lo permite se debe realizar purga prolongada con inyeccin de agua fra y enfriar la caldera, Con quemadores de petrleo, el problema es ms sencillo, por que normalmente frente a un aumento de presin los reguladores automticos (presostatos), apagarn de inmediato el quemador. PRODUCCIN DE VAPOR DIFCIL Cuando una caldera produce vapor con dificultad, puede deberse a una causa accidental o permanente, que podra ser una construccin defectuosa, o la mala disposicin de la caldera o del hogar. El emparrillado puede ser demasiado pequeo, los conductos de humo demasiado largos y estrechos y poseer codos que dificulten la circulacin, la chimenea puede ser baja y demasiado estrecha. En todo caso la solucin estara en reconstruir las partes defectuosas. Cuando la produccin de vapor es difcil por una causa accidental puede deberse a: que el fuego est mal encendido o que el emparrillado est obstruidos por escorias. Los conductos de humos pueden obstruidos por cenizas (holln), cuando no se ha realizado una limpieza a fondo. DESCENSO RPIDO DE LA PRESIN Puede deberse a descuido del operador de caldera en la alimentacin del fuego; en este caso debe proceder por todos los medios de activarlo, deteniendo el consumo si el descenso de presin ha sido muy grande, siempre y cuando el efecto sobre la produccin o uso del vapor no sea mayor. Otra causa podra ser una alimentacin por agua fra por perodo muy largo o bien un sobre consumo no establecido. DESCENSO EXCESIVO DEL NIVEL DE AGUA. Es la falla ms grave que se puede presentar. Si este nivel no ha descendido ms all del lmite permitido y visible, bastar con alimentar rpidamente con agua la caldera hasta alcanzar el nivel normal. Pero si el nivel ha bajado demasiado en que no es posible visualizarlo en el tubo de nivel, entonces la caldera se considerar como seca, y se proceder de la siguiente manera: quitando el fuego si es posible, cerrar completamente el consumo de vapor y dejarla enfriar completamente y lentamente, en este ltimo caso (caldera seca), jams se deber alimentar agua por que podra originar una explosin del equipo. Cualquiera sea el caso de los mencionados en relacin a baja de nivel de agua, la caldera no podr ponerse en funcionamiento, sin antes haber realizado todas las pruebas de seguridad indicadas en la reglamentacin vigente con su correspondiente certificacin. Se debe acotar que en calderas de tipo acuotubular, el descenso del nivel de agua frente a una falla de este tipo es ms rpido.

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EXPLOSIONES Las explosiones de las calderas son desastre de gravedad extrema, que casi siempre ocasionan la muerte a cierto nmero de personas dependiendo las caractersticas de cada caldera. La caldera se rasga, se hace pedazos, para dar salida a una masa de agua y vapor, los fragmentos de las calderas son arrojados a grandes distancias. Estos accidentes terribles han sido atribuidos durante mucho tiempo a causas excepcionales y fuera del alcance de la prevencin, es decir, se le ha considerado como caso de fuerza mayor. El estudio de las causas de las explosiones ha permitido determinar que estas se deben a: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Construccin defectuosa Falla de los accesorios de seguridad (vlvulas, alarmas, control de nivel, etc.) Negligencia, descuido o falta de capacitacin del operador Mezclas explosivas en los conductos de humos falta de agua en la caldera (la ms frecuente) Incrustaciones masivas o desprendimiento de planchones de incrustaciones. Embancamiento

Cuando el nivel de agua baja, deja al descubierto las planchas, que estando en contacto con el calor de la combustin se recalientan hasta el rojo. Al recalentarse las planchas pierden gran parte de su resistencia, el vapor se produce en menor cantidad por la disminucin de la superficie de calefaccin. El vapor situado sobre el agua se recalienta mucho. Si entonces se inyecta agua o abre cualquiera de las llaves de salida del vapor, la explosin se producir con toda seguridad. Las incrustaciones actan como aislantes dejando las planchas de la caldera sometidas a calor y sin contacto con agua. De esta manera se van recalentando y perdiendo su resistencia hasta que no son capaces de resistir la presin y se produce la explosin. Tambin pueden desprenderse capas de incrustaciones de gran tamao, las que dejan bruscamente en contacto, planchas recalentadas con el agua, producindose evaporacin instantnea que la caldera no resiste.