SISTEMA DE VENTILACION DEL INTITUTO DE SOLDADURA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA __________________________________________________________SISTEMA DE VENTILACION DEL INTITUTO DE SOLDADURAVENTILACION GENERAL MN253 Integrantes:Palacios-Risco-CarlosSeccin: AProfesor:Ing. Villavicencio ManuelFecha:6-12-13Periodo acadmico:2013-2

CONTENIDO: Descripcin del instituto de soldadura y del sistema de ventilacin del instituto de soldadura

1.- INTRODUCCIONLa faculta de ingeniera mecnica cuenta con un instituto de soldadura, donde tanto alumnos como profesores realizan operaciones relacionadas con la soldadura. Como consecuencia de estas operaciones, estas personas est frecuentemente expuesto a humos y gases de soldadura. El origen de estos contaminantes en procesos de soldadura se encuentra en el material soldado (material base o su posible recubrimiento), el material aportado (metal de aporte, escorificantes, fundentes, desoxidantes, gas de proteccin), y en el aire que constituye el entorno de la zona de soldadura (origen en parte de los gases nitrosos, ozono y monxido de carbono). La eliminacin de los riesgos producidos por la exposicin a dichos contaminantes exige que los humos y gases no alcancen la zona respiratoria, o, si lo hacen, hayan sido previamente diluidos mediante sistemas de extraccin localizada o ventilacin general.El objetivo de este trabajo es describir el instituto de soldadura, los procesos de soldadura que se ejecutan, los riegos relacionados con los humos de soldadura producidos y por ultimo describir el sistema de ventilacin por extraccin localizada.

2.- EL INSTITUTO DE SOLDADURA2.1.- DESCRIPCION DEL LABORATORIOEl instituto de soldadura cuenta con personal docente y tcnico calificado encargado de proporcionar formacin con calidad acadmica a los alumnos de la facultad de ingeniera mecnica, adems, dada la capacidad instalada de los laboratorios, brinda servicios tcnicos especializados a la Industria.Entre los servicios y ensayos realizados por el instituto de soldadura se puede mencionar los mostrados en la siguiente tabla.TIPO DE SERVICIO

1Procesos de soldaduraSMAW

TIG

SMAG

Autogena (oxiacetileno)

2Procesos de corteOxicorte

Corte por plasma manual

Corte por plasma automtico

Adems de los servicios mencionados tambin se realizan Pruebas de procedimientos de soldadura (WPS) y estudios de soldabilidad de materiales y desarrollo de procedimientos de soldadura.

Figura 1.- El instituto de soldadura de la facultad de ingeniera mecnica

2.2.- EQUIPOS EN EL LABORATORIO DE SOLDADURA#PROCESOSEQUIPOS E INSTRUMENTOSCANTIDAD

1SOLDADURASMAW9

MIG-MAG2

TIG1

OXIGAS1

2CORTE DE MATERIALESCORTE MANUAL POR PLASMA1

OXICORTE SEMIAUTOMATICO1

CORTE AUTOMATICO POR PLASMA1

3MECANIZADO MANUALMARTILLOSESCOBILLASLIJAS*

4MECANIZADO AUTOMATICOAMOLADORAS*

ESMERIL2

5ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

LIQUIDOS PENETRANTES*

Figura 2.- Cabinas de soldadura

2.3.- CURSOS DE SOLDADURA Y EXPERIENCIAS REALIZADASEn el instituto de soldadura se lleva a cabo los laboratorios del curso de Tecnologa de soldadura (MC567B) en donde se realizan las siguientes experiencias:Soldadura oxiacetilenica.- Consiste en unir don planchas de acero A36 a tope por medio del equipo de oxicorte.Soldadura SMAW.- Consiste en soldar planchas de acero A36 con juntas a tope, mediante electrodos E6011 con el fin de obtener tres probetas que sern sometidas a pruebas de doblez, tal como se hace en la calificacin de un soldador.Soldadura TIG.- La experiencia consiste en realizar un cordn de soldadura en una plancha de acero inoxidable.Soldadura MAG.- La experiencia consiste en realizar un cordn de soldadura en una plancha de acero A36.

3.- LOS HUMOS DE SOLDADURALos humos de soldadura son el resultado de la vaporizacin y oxidacin de diferentes sustancias a raz de las altas temperaturas del arco. Las partculas de estos humos son generalmente tan pequeas que pueden llegar a alcanzar las ramas mas estrechas del sistema respiratorio del cuerpo humano.Estas partculas consisten, por ejemplo en: xidos de hierro, manganeso, cromo y nquel; as como de diferentes tipos de fluoruros compuestos.3.1.- CONTAMINANTES PROCEDENTES DE MATERIALES DE APORTEVARILLA O ALAMBRE DESNUDOEste material de aporte es caracterstica en los procesos de soldadura autgena, TIG, MIG y MAG.TIPO DE SOLDADURACONTAMINANTE CARACTERISTICO

SOLDADURA AUTOGENAxidos de cobre, zinc, estao, berilio, manganeso plomo, plata y cadmio

TIG, MIG, MAGxidos del material de la varilla de aporte, con o sin xidos de cobre

3.2.- ELECTRODO REVESTIDOEl electrodo revestido se usa en la soldadura por arco elctrico ms comn, el proceso SMAW. Los electrodos tendrn composiciones qumicas variadas que dependern de la aplicacin de la soldadura.TIPO DE SOLDADURATIPO DE REVESTIMIENTOCONTAMINANTES CARACTERISTICOS

SMAWTODOSxidos de hierro y de manganeso

ACIDOSlice amorfa

DE RUTILOOxido de titanio

BASICOFluoruro

CELULOSICOMonxido y dixido de carbono

GRAFITO COBREADOOxido de cobre, monxido y dixido de carbono

3.3.- CONTAMINANTES PROCEDENTES DE GAS DE PROTECCION Y GASES DE COMBUSTIONGASES DE PROTECCIONEl gas de proteccin del arco se usa en procesos de soldadura donde el material de aporte consiste en una varilla desnuda, es comn en la soldadura TIG, MIG y MAG.GASES DE COMBUSTIONEn el proceso de soldadura por oxicorte se utilizan usualmente el oxgeno, el acetileno. En este tipo de proceso de soldadura la unin se realiza gracias a la energa liberada en la reaccin qumica de combustin de los dos gases mencionados.TIPO DE SOLDADURAGASES USADOSTIPO DE CONTAMINANTE

SOLDADURA CON ARCO PROTEGIDOArgnDixido de carbonoOtrosMonxido y dixido de carbono

SOLDADURA OXIGAS *OxigenoAcetilenoxidos nitrosos, dixido de carbono.

Los humos de soldadura del caso planteado estarn constituidos bsicamente por:- Partculas- xidos metlicos de hierro, manganeso, cromo, plomo, zinc y cobre.Gases: anhdrido carbnico, monxido de carbono, xidos nitrosos y ozono.Es importante identificar estos contaminantes para poder conocer sus principales efectos en la salud.3.4.- COMPOSICION QUIMICA DE LOS MATERIALES DE APORTEEn las etiquetas de los envases de los electrodos, varillas de aporte, fundentes (fluxes), antiadherentes, etc., es cada vez ms habitual que se indiquen sus componentes ms significativos incluyendo las frases de riesgos que les corresponden.

Figura 3.- Se muestra el electrodo usado en las prcticas de soldadura SMAW del curso Tecnologa de soldadura I, asi como su designacin y composicin quimica segn el fabricante.

3.5.- RIESGOS DERIVADOS DE LA EXPOSICION A HUMOS DE SOLDADURA El Cromo hexa-valente, que es principalmente producido en el proceso SMAW de aceros inoxidables, puede causar cncer y enfermedades del tipo asmticas. El Manganeso, puede afectar el sistema nervioso central (SNC) El Nquel, puede causar cncer y asma; el xido de Hierro puede causar irritacin en las vas respiratorias y los fluoruros pueden afectar el esqueleto seo.Una variedad de sustancias pueden liberarse de la superficie del Metal base: Materiales tratados superficialmente con pinturas conteniendo Plomo pueden liberar Plomo, que puede afectar el sistema nervioso central (SNC). El Zinc proveniente de los materiales galvanizados, puede ser causante de temblores Las pinturas de poliuretano o aislantes pueden liberar isocianatos que pueden ser causantes de asma.3.6.- EFECTOS PATOLOGICOS DE LOS CONTAMINANTES DE SOLDADURALa inhalacin de humos de soldadura puede ocasionar daos para la salud. Los rganos afectados y la gravedad de las lesiones dependen de los contaminantes presentes en los humos y de la cantidad inhalada.Los efectos ms habituales son las intoxicaciones crnicas causadas por exposiciones continuadas a concentraciones moderadas de contaminantes, que pueden conducir a enfermedades profesionales.A continuacin se indican los principales efectos perjudiciales derivados de la inhalacin de los humos de soldadura, que para ofrecer una visin general los clasificaremos en: efectos agudos, crnicos, sensibilizantes, cancergenos y teratgenos.ActividadEnfermedades indicadas

SoldadoresRinoconjuntivits

Urticaria, angiodema

Asma

Alveolitis alrgica extrnseca

Sndrome de disfuncin de la va reactiva

Fibrosis intersticial difusa

Fiebre de metales

Trabajos de soldadura y corteEnfermedades causadas por oxido de carbono

Soldadura de arcoEnfermedad causada por oxido nitrgeno

Soldadura y oxicorte de aceros inoxidableEnfermedades causadas por oxido de cromo

Enfermedades causadas por oxido de nquel

Enfermedades causadas por oxido de nitrogeno

Soldadura de objetos de plomo o sus aleacionesEnfermedades causadas por plomo

Estaado con aleaciones de plomo

Soldadura de compuestos de MnEnfermedades causadas por Mn

Soldadura con electrodos de Mn

Soldadura de oxicorte de piezas con cadmioEnfermedades causadas por cadmio

Neoplasia maligna de bronquio y pulmn

Soldadura de piezas que han sido limpiadas con hidrocarburosEnfermedades causadas por oxicloruro de carbono

3.7.- ACCIONES PREVENTIVASPueden adoptarse distintas acciones preventivas para disminuir el riesgo de exposicin a las sustancias Peligrosas: Usar extractores de humo, cuando se trabaje en lugares cerrados o mal ventilados. Utilizar toberas de aspiracin o succin que se muevan sobre la soldadura a medida que se va avanzando o toberas especiales conectadas directamente a la torcha MIG. Incluso teniendo una extraccin localizada efectiva, algunos humos de soldadura van a ser emitidos al ambiente. Los humos generados por detrs de la pieza y aquellos generados en el acabado son difciles de captar con extraccin localizada. Por esta razn, los requisitos de ventilacin general deben ser rigurosos. Las pinturas u otras sustancias usadas en tratamientos superficiales deben ser removidos al menos 10 cm alrededor del punto de soldadura, para evitar la generacin de gases y humos.Figura 4.- Sistemas de extraccin localizada de humos de soldadura

3.- EL SISTEMA DE VENTILACION DEL INSTITUTO DE SOLDADURA3.1.- DESCRIPCION DEL SISTEMA DE VENTILACIONLas campanas esta ubicadas sobre cada una las trece cabinas de soldadura. El sistema de ventilacin se puede dividir en dos subsistemas; primero, el correspondiente a la extraccin localizada de los humos de la soldadura en las cabinas de SMAW; el segundo, correspondiente a las cabinas de soldadura con arco de metal protegido, vale decir TIG, MIG y Mag.Ambos sistemas estn dispuestos de campanas cuyos ramales concurren a un mismo ducto troncal que llega hasta un ventilador centrfugo, la cual tiene la potencia suficiente para disponer del caudal de extraccin requerido por cada cabina.3.2.- COMPONENTES DEL SISTEMA DE VENTILACIOLAS CAMPANAS DE TXTRACCIONLas campanas de extraccin son de seccin de entrada triangular con ranuras ubicadas despus de la transicin de tubera. Las rejillas tendrn la funcin de lograr una aspiracin uniforme.

Figura 5.- Campanas y el interior de estas donde se muestran las ranuras

3.3.- LOS DUCTOSHay dos sistemas de ductos para cada uno de los dos grupos de cabinas estn compuestas por ramales, las cuales unen las campanas de extraccin a la tubera troncal. Tanto la tubera ramal como la troncal tienen seccin rectangular. La seccin de la tubera troncal aumentara conforme la lnea se acerque al ventilador esto debido a que se quiere controlar la velocidad del aire.

Figura 6.- Ductos de ventilacin y distribucin de las campanas de extraccin y las cabinas de soldadura

3.4.- EL VENTILADORComo hay dos redes de tuberas de aspiracin, tendrn que haber dos ventiladores centrifugas de gran capacidad.

Figura 7.- Los dos subsistemas de ventilacin tendrn su ventilador propio

4.- RECOMENDACIONESLas personas que realizaron trabajos de soldadura en el instituto sabrn que aun con el sistema de extraccin localizada por campaa elevada, e inevitable la inhalacin de humos de soldadura, por ello se recomienda usar sistemas de extraccin localizada tal como se muestra en la figura 8.

Figura 8.- Forma de extraccin recomendad de humos de soldadura: EXTRACCION LOCALIZADA

DISEO ALTERNATIVO DE LA CABINA DE SOLDADURACuando el puesto de soldadura es fijo, como es nuestro caso, se puede conseguir una captacin eficaz de los gases y humos de soldadura, mediante una mesa con extraccin a travs de rendijas en la parte posterior, tal como se muestra en la figura 9.El caudal de aspiracin recomendado para este tipo de mesa es de 2000 m3/h por metro de longitud de la mesa.La velocidad del aire en las rendijas debe ser como mnimo de 5 m/s. La eficacia disminuye mucho si la anchura de la mesa rebasa los 60 - 70 cm. La colocacin de pantallas en los extremos de la mesa, en la forma que se indica en la figura, mejora la eficacia de extraccin.

Figura 9.- Diseo recomendado de cabina de soladura

EXTRACCION DE HUMOS MEDIANTE BOCAS DE ASPIRACION MOVILESEn ocasiones es preciso desplazarse durante el trabajo, por ejemplo al soldar piezas de gran tamao, no es posible el empleo de mesas de soldadura, por lo que hay que recurrir al uso de pequeas bocas de aspiracin desplazables.En este caso el caudal de aspiracin de aspiracin necesario depende en gran medida de la distancia entre la boca de aspiracin y el punto de soldadura. Los valores normalmente empleados se reflejan en la tabla siguiente:

VENTILACION GENERAL a ventilacin general no puede considerarse en s misma como una solucin al problema higinico planteado, sino ms bien como un complemento necesario a la extraccin localizada cuando sta no tiene filtro depurador y descarga en el interior del local, o bien se utiliza un sistema de impulsin localizada.Los caudales recomendados de ventilacin general suelen expresarse en funcin del tipo de soldadura y de las dimensiones del electrodo, as el manual de ventilacin de la A.C.G.I.H. para soldadura sobre acero al carbono no recubierto de otro material (galvanizado p.e.), recomienda los siguientes caudales:

5.- BIBLIOGRAFIA MANUAL DE VENTILACIONSavador Escoda NTP7: SOLDADURA Y PREVENCIO DE RIESGOShttp://www.jmcprl.net/ntps/@datos/ntp_007.htm EL SOLDADOR Y LOS HUMOS DE SOLDADURA http://www.osalan.euskadi.net

NOTA 1810