El Problema de la Ventilacin en el rea Industrial

Ing. Sonia I. Espinoza Faras

ImportanciaEl empleo de sustancias qumicas por la industria bajo la forma de gases, neblinas o polvos, en concentraciones elevadas, pueden incrementar el riesgo de intoxicacin e incluso la muerte.Del mismo modo temperaturas mas altas de lo normal en el ambiente laboral (ocasionado por la presencia de hornos, marmitas, etc.) puede desencadenar en un estrs trmico que a parte de incomodidad puede producir daos a la retina, piel , etc. Una ventilacin eficaz de estos ambientes podra reducir los riesgos por intoxicacin

Sistemas de Ventilacin

En las plantas industriales se emplean dos tipos de ventilacin:

Los sistemas de impulsin Impulsa aire, generalmente temperado al rea de trabajoFinalidades:Crear un ambiente confortable (generalmente calefaccin o refrigeracin) Sustituir el aire extrado por los sistemas de extraccin.Los sistemas de extraccin Usado para eliminar contaminantes generados en alguna de las operaciones, con la finalidad de mantener un ambiente de trabajo saludable. Tipos de ventilacin por extraccin: Por dilucin o general y localizada.

Tipos de Ventilacin

Ventilacin por dilucin o general

Tiene como objetivo reducir la concentracin del contaminante presente en el ambiente laboral. Se usa solo cuando no es posible el empleo de extraccin localizada debido, a grandes cantidades de aire templado necesario para sustituir el aire extrado ya que esto elevara los costos de produccin.

Ventilacin localizada

Tiene como objetivo captar el contaminante mediante una corriente de aire a travs de una campana o cubierta que permita filtrar y luego expulsar a la atmsfera el aire contaminado.Se componen de cuatro elementos :Elementos de captacin o campanas, Sistema de conductos (incluye chimenea y conducto de recirculacin), el depurador y el ventilador.

UbicacinFuente: MANUAL BSICO DE PREVENCIN DE RIESGOS LABORALES: Falagn Rojo

Definiciones bsicas

La Densidad (d) del aireSe define como la masa por unidad de volumen, se expresa en (kg/m3). A 1 atm. de presin Y 20C, su valor es de 1,2 kg/m3.

El Flujo volumtrico (Q), denominado caudalSe define como el volumen o cantidad de aire que atraviesa una seccin determinada por unidad de tiempo. Est relacionado con la velocidad media (V) y el rea (A) de la seccin atravesada se define por la expresin: Q = A V El aire como cualquier fluido circula siempre de las regiones de mayor presin a las de menor, en ausencia de aporte de energa (un ventilador).

El aire en movimiento tiene tres presiones, matemticamente relacionadas:Presin esttica (PE)Es la presin que tiende a hinchar o colapsar el conducto y se expresa en milmetros de columna de agua (mmcda), se mide por lo general con un manmetro de columna de agua, de ah las unidades empleadas. Puede ser positiva o negativa con respecto a la presin atmosfrica del local.

Presin dinmica (PD)Es la presin requerida para acelerar el aire desde velocidad cero hasta una cierta velocidad (V) es proporcional a la energa cintica de la corriente de aire. Se expresa por: PD = (V/4,04)2 PD en mmcda y V en m/s La presin dinmica se ejerce siempre en la direccin del flujo y es positiva.

Presin total (PT) se define como la suma algebraica de las presiones estticas y dinmica: PT = PE + PDLa presin total es una medida del contenido energtico del aire, por lo que desciende a medida que avanza el aire por el interior del conducto; nicamente aumenta al pasar por un ventilador

Sistemas de Ventilacin

Ventilacin por dilucinConsiste en la dilucin del aire contaminado con aire limpio, con el objeto de reducir riesgos para la salud, riesgos de incendio y explosin, olores y contaminantes molestos.limitaciones:La cantidad de contaminante generada, no debe ser demasiado elevada.Los trabajadores deben estar alejados del foco contaminante o la dispersin del contaminante debe producirse en concentraciones bastante bajas, para que la exposicin de los operarios, no supere los valores admisibles. La toxicidad del contaminante debe ser baja. La dispersin del contaminante debe ser razonablemente uniforme

Sistema Ventilacin por dilucin (Principios bsicos de utilizacin)

Se utiliza en la ventilacin de pequeos ambientes donde no hay puestos fijos de trabajo y en especial en el control de vapores orgnicos cuyo valor admisible es mayor o igual a 100 ppm. Los principios deben seguir el orden siguiente:Elegir a partir de los datos disponibles en tablas , la cantidad de aire suficiente para conseguir una dilucin tolerable del contaminante.Ubicar en lo posible los puntos de extraccin cerca de los focos contaminantes, "ventilacin puntual".3. Situar puntos de introduccin y extraccin del aire de forma tal, que el aire pase a travs de la zona contaminada. El trabajador debe estar entre la entrada de aire y foco contaminante.4. Sustituir el aire extrado con aire temperado. Estos sistemas manejan grandes cantidades de aire mediante ventiladores de baja presin.5. Evitar el retorno del aire contaminado, asegurndose que ninguna ventana u otra abertura se encuentra situada cerca del punto de descarga cuya altura suficiente pase por encima de la cubierta.

VentilacinFuente: MANUAL BSICO DE PREVENCIN DE RIESGOS LABORALES: Falagn Rojo et al

Ventilacin por Dilucin (casos especiales)Para la prevencin de incendios y explosiones (ausente de trabajadores y superacin amplia del TLV pero no el Lmite Inferior de Inflamabilidad). Ejemplo: El TLV del xileno es 100 ppm. Su LII es 1%, (10 ppm). Una mezcla de aire y xileno segura contra incendios y explosiones debe estar por debajo del 25% del LII, (2.5 ppm). La exposicin a tal concentracin puede provocar daos severos e incluso la muerte. Sin embargo, en hornos de coccin, estufas de secado, interior de ductos de ventilacin, etc. se emplea ventilacin por dilucin a fin de mantener las concentraciones por debajo del LII.Para control de un ambiente trmico. La funcin principal del sistema de ventilacin es prevenir molestias o posible dao a los trabajadores. la introduccin de cualquier sistema de ventilacin para este fin, debe ser precedida de una evaluacin fisiolgica en trminos de estrs trmico potencial. La ventilacin por extraccin puede utilizarse para eliminar calor y/o humedad excesiva siempre que se disponga de aire de sustitucin ms fro

Clculo del volumen de aire necesario para la dilucin de los contaminantes

Para calcular el volumen de aire necesario para la dilucin de los contaminantes se utilizan las expresiones: P .K P . K Q = 1000 ------------ o Q = 24400 ----------------- TL Pm . TLVSegn el TLV venga expresado en mg/m3 o ppmSiendo Q = Caudal de aire necesario en m3/hora (25C y 760 mm. Hg) para diluir el contaminante,P = Peso del contaminante generado en g/hora, Pm = Peso molecular del contaminante,K = Coeficiente de seguridadSi sustituyo en la expresin anterior P = V . d, siendo V = Volumen del contaminante evaporado en l/h. y d = Densidad en Kg/dm3, la expresin resulta de forma simplificada 24 . V . d . 106 Q = ------------------------------- x K Pm . TLV

Tabla de Coeficientes de Seguridad Fuente: MANUAL BSICO DE PREVENCIN DE RIESGOS LABORALES: Falagn Rojo

Ventilacin localizada

Capta el contaminante en la vecindad inmediata al foco contaminante Segn las caractersticas del foco contaminante pueden tener formas diversas. Existen cabinas de pintura, extractores en cubas de cromado, las instaladas en sierras circulares para madera, las campanas o las cabinas usadas en laboratorios de anlisis. ElementosCampana: ( una o varias ) para captacin del contaminante en el foco.Conductos: Para transportar el aire con el contaminante , evitando que se disperse en la atmsfera.Separador: Para separar el contaminante de aire, recogindolo de forma adecuada y liberar aire limpio.Ventiladores: Para transmitir la energa necesaria al aire y hacerlo circular a travs del sistema.Purificadores del aire ( no en todos los casos ).

Campanas de extraccin localizada

Su funcin es crear un flujo de aire que capture eficazmente el contaminante y lo transporte hacia la campana, captando el contaminante antes que se difunda al ambiente de trabajo.Los gases, vapores y humos no presentan una inercia significativa, al igual que las partculas pequeas de polvo; estos materiales se mueve si lo hace el aire que les rodea. As tambin es poco significativo el hecho que el contaminante sea "ms pesado" o "ms ligero" que el aire; en general el contaminante se comporta "como si fuese aire", no se mueve por su densidad, sino siguiendo la corriente de aire. ClasificacinCabinas, que encierran total o parcialmente el procesoCampanas exteriores, situadas adyacentes al foco contaminanteAspectos a considerar en el diseo de una campana son:1. La geometra, 2. El caudal de aspiracin necesario y 3. la prdida de carga a que dar lugar.

Consideraciones Encerrar la fuente contaminante tanto como sea posible. Capturar el contaminante con la velocidad adecuada. Extraccin del contaminante, fuera de la zona de respiracin del operario. Adecuada velocidad de transporte, para evitar depsitos en conductos. Igualar la distribucin de aire a lo largo de las aberturas de las campanas. Descarga del aire extrado lejos del punto de reposicin. Suministro adecuado de aire, para compensar el extrado y originar una depresin.

ELECCIN DE VELOCIDAD DE CAPTURAFuente: MANUAL BSICO DE PREVENCIN DE RIESGOS LABORALES: Falagn Rojo

Condiciones de dispersin del ContaminanteEjemploVelocidad de Capturam/sLiberado prcticamente sin velocidad en aire tranquiloEvaporacin desde depsitos, desengrase, etc.0.25-0.5Liberado a baja velocidad Cabinas de pintura, llenado de recipientes, soldadura, recubrimientos superficiales, etc.0.5-1Generacin activa en zona de rpido movimiento de aireCabinas de pintura poco profundas, llenado de barriles, machacadoras1-2.5Liberado con alta velocidad inicial en zona de movimiento muy rpidoDesbarbado, chorreado abrasivo, desmoldeo en fundiciones.2.5-10

COMPROBACIN DE LOS SISTEMAS DE VENTILACIN

Todo sistema de ventilacin se prueba en el momento de su instalacin, a fin de verificar el caudal, comparar con los datos de diseo y proporcionar una referencia para el mantenimiento peridico y deteccin de fallas del sistema en el supuesto de producirse una avera.

La medicin ms importante es el caudal, determinando la velocidad del aire y el rea de la seccin del conducto o abertura en el punto de medida.

Las mediciones de la presin del aire se emplean para determinar la presin esttica del ventilador, prdida de carga en campanas, equipos depuradores y otros elementos de un sistema de extraccin. La medida de presin pueden ser til para localizar obstrucciones en el conducto y detectar puntos en los que se producen fugas de aire importantes.

GRACIAS POR SU ATENCIN !