VENTILACION INDUSTRIAL

Ventilación Industrial Métodos de control de contaminantes químicos Como regla se debe tener en cuenta , en momento de la construcción de una instalación productiva, los diferentes controles de ingeniería para el acotar la emisión de los contaminantes químicos. Todos los sistemas y sus componentes deben estar diseñados de manera tal que los contaminantes generados se mantengan por debajo de los límites de concentración establecidos por la legislación vigente. Para el control de los contaminantes o eliminación de los mismos se puede trabajar sobre tres partes del proceso:

1.- Fuente de generación del contaminante: tiene por objeto impedir la formación del mismo, o en caso de que esto no sea posible, evitar el paso hacia la atmósfera del puesto de trabajo.

2.- Medio ambiente o de difusión: consiste en evitar que el contaminante ya generado se extienda por la atmósfera y alcance niveles de concentración peligrosos para el personal expuesto.

3.- Receptor u operario: tiene por finalidad proteger al operario para que el contaminante en cuestión no penetre en el organismo del mismo.

Sobre el foco o fuente se puede actuar de las siguientes maneras: 1.- Diseño de proceso, teniendo en cuenta los riesgos higiénicos. 2.- Sustitución del producto. 3.- Modificación del proceso o método de trabajo. 4.- Encerramiento del proceso. 5.- Aislamiento del proceso. 6.- Utilización de métodos húmedos. 7.- Correcto mantenimiento y limpieza. 8.- Extracción localizada.

Sobre el medio de difusión se puede actuar por: 1.- Limpieza. 2.- Ventilación general. 3.- Aumento de la distancia entre el emisor y el receptor. 4.- Sistemas de alarma. Sobre el operario o receptor puede actuarse por: 1.- Formación y capacitación del personal. 2.- Disminución de tiempos de exposición por rotación 3.- Encerramiento del operario. 4.- Equipos de protección personal. 5.- Higiene personal.

METODOLOGIA DE PROCEDIMIENTOS PARA LA PREVENCIÓN DE LA CONTAMINACIÓN

Diseño del proceso Es muy importante que durante el proyecto del puesto de trabajo o proceso se tengan en cuenta los riesgo higiénicos que puede general el proceso en cuestión. El objeto de esto no es sólo realizar un correcto diseño del proceso sino considerar los instrumentos y maquinarias necesarias para llevarlo a cabo.

Sustitución de productos La sustitución de la sustancia tóxica por otra de menor toxicidad, es un método sencillo y práctico de reducir el riesgo. Por ejemplo se pude sustituir pinturas que contengan pigmentos de plomo por otras pinturas que tengan pigmentos de metales menos tóxicos. También se puede tener en cuenta una cambio en las condiciones físicas de la materias primas para eliminar peligrosos para la salud, por ejemplo la manipulación de materiales en forma de briqueta produce menos polvo que el mismo material en forma granulométrica irregular.

Modificación del proceso Hay trabajos en los cuales se puede modificar el proceso sin cambiar el resultado de la operación logrando variar las condiciones de trabajo. Otro ejemplo es sustituir el pintado por rociado electroestático automático por la pintura por soplete.

Aislamiento Algunos procesos pueden ser aislado de los operarios cercanos. El aislamiento puede efectuarse mediante una barrera física de forma que el operario no tenga que estar en las cercanías del foco, salvo por cortos períodos. Ejemplos de este método son las operaciones de arenado. Otros sistemas es el aislamiento total que puede conseguirse por mecanización o automatización. El aislamiento no solo reduce el número de trabajadores expuestos sino que simplifica mucho lo procedimientos de control necesarios.

Métodos húmedos Las concentraciones de polvos peligrosos pueden ser reducidas por la aplicación de agua o cualquier otro líquido sobre la fuente que genera el polvo. Este método se utiliza humedeciendo los elementos abrasivos, las superficies antes de tratarlas o mojando la zona de contacto en forma continua. Ejemplos de este tipo de método se da en lo proceso de rectificado, torneado y tareas de mecanizado en general.

Sistemas de alarma La instalación de medidores directos de contaminantes y la conexión a un sistema de alarmas pueden ser útiles próximas a las zonas peligrosas donde se trabaje con productos altamente tóxicos.

Limpieza La limpieza del puesto de trabajo es primordial para el control de los contaminantes. El polvo acumulado en el puesto de trabajo puede volver a la atmósfera, debido a choque o corrientes de aire y por lo tanto debe ser eliminado antes de que esto pase. Lo mismo ocurre con el vertido en el suelo de solventes cerca de la máquinas, la acumulación de trapos impregnados en el puesto de trabajo, equipos que pierdan o goteen líquidos peligrosos o recipientes abiertos. Estos originan concentraciones innecesarias de estos productos en el microclima laboral. No es posible lograr un buen control de lo contaminantes si la limpieza y el mantenimiento no son adecuados. Los procedimientos de limpieza de instalaciones y equipos deben ser húmedos o por aspiración, nunca sopleteando con aire comprimido.

Formación y capacitación del personal expuesto Es importante que el personal expuesto conozca los diferentes riesgos presentes en su puesto de trabajo. Además deben conocer el manejo y mantenimiento al que deben ser sometidos los diferentes elementos de control para minimizar lo más posible la exposición. Se debe además instruirlos sobre los métodos de trabajo más seguro para realizar la tarea.

Disminución del tiempo de exposición a través de la rotación del personal Este método se base en la disminución del tiempo de exposición, parámetro importante a la hora de evaluar el riesgo higiénico de aparición de efectos crónicos sobre el organismo. Estos efectos se dan en función de la dosis recibida pro el trabajador que se determina por la concentración del contaminante y el tiempo de exposición. La rotación de personal consiste en apartar temporariamente del puesto de trabajo al operario expuesto dándole otras tareas y establecido una rotación con diferentes operarios.

Encerramiento del trabajador Este método se aplica cuando el volumen o características no puede encerrarse el proceso por lo que debe aislarse al operario junto con el foco contaminantes en cabinas o zonas especiales. Este es el caso de las cabinas de pintura o de arenado.

Higiene personal El personal expuesto debe disponer de instalaciones adecuada para sus necesidad de aseo personal, una vez finalizado su trabajo. El operario debe optar prácticas de aseo personal en forma constante de modo de evitar la transmisión del contaminante a otros ámbitos donde él se desarrolla. Debe estar prohibido comer y beber donde se manipulan sustancias tóxicas que puedan contaminar los alimentos.

Ventilación Industrial Extracción localizada La ventilación consiste en producir corrientes de aire que permitan eliminar contaminantes de la atmósfera en la que se desenvuelve un trabajador, para evitar que se introduzca en su organismo y provoque enfermedades. Los tipos de ventilación que existen son los denominados: a) Ventilación local b) Ventilación general. En algunos casos, el propósito de la ventilación es extraer el aire contaminado, por lo que se denomina extracción; en otros, la ventilación pretende cambiar el aire viciado por aire puro, por lo que estos sistemas se denominan de recirculación de aire.

Ventilación localizada La extracción localizada capta el contaminante en su lugar de origen antes de que pueda pasar al ambiente de trabajo. La mayor ventaja de este método respecto a la ventilación general es su menor requerimiento de aire y que no contribuye a esparcir el contaminante. Los dos requisitos básicos que debe reunir son: que el foco se encuentre lo más encerrado posible y la creación de una velocidad adecuada del aire próximo al foco de generación, para asegurar que se establezca una corriente hacia la campana. Un sistema de extracción localizada consta de:

Campana: para la captación del contaminante en el foco. Conducto: para transportar el aire con el contaminante al sitio adecuado, evitando que se disperse en la atmósfera. Separador: para separar el contaminante del aire, recogiéndolo de forma adecuada y liberar aire limpio. Ventilador: para transmitir la energía necesaria al aire y hacerlo circular a través del sistema.

CAMPANA Una campana es una estructura diseñada para encerrar total o parcialmente una operación generadora de un contaminante. Es un punto de entrada de aire contaminado al sistema. El valor de una instalación será nulo si el contaminante no es captado y arrastrado dentro de la campana. El término campana se usa en sentido general, comprendiendo todas las aberturas por las que se produce succión sin considerar sus formas.

CONDUCTO El conducto en un sistema de extracción localizada es el lugar por donde se traslada el aire contaminado desde la campana, que se encuentra junto al foco contaminante, al punto en que se ha ubicado el separador y la descarga. En los conductos es importante presente los siguientes aspectos: En la extracción de polvo, la velocidad del conducto debe ser lo bastante alta para evitar que el polvo sedimente y atasque la tubería. Para la extracción de gases y vapores la velocidad en el conducto se obtendrá de un balance económico entre el costo del conducto y el ventilador y los costos del motor y la potencia del mismo. En la localización y construcción del conducto deben estar previstos los medios de protección necesarios para evitar la corrosión, con objeto de aumentar la vida del sistema de extracción.

SEPARADOR El objeto de los separadores o purificadores es recoger el contaminante del aire antes de que éste vuelva a la atmósfera. Un dispositivo separador de aire adecuado debería formar parte de todo sistema de extracción. En algunas ocasiones el material recogido en los separadores representa algún valor económico pero no es el caso más frecuente. Los separadores pueden ser de muy diversos tipos, según la técnica empleada y le contaminante que debe separarse.

VENTILADOR Los ventiladores son los dispositivos que suministran energía al sistema para el movimiento del aire en el interior del mismo. Siempre que sea posible, el ventilador se colocará después del separador, con objeto de que por él pase aire limpio y así evitar el deterioro del mismo por erosión de partículas o corrosión de las diversas sustancias.

CAMPANAS DE EXTRACCIÓN

CAMPANAS Principios básicos de diseño La eficacia de una campana depende básicamente de su capacidad para generar en las cercanías del foco de emisión del contaminantes velocidades de aire que contrasten el efecto de las corrientes ya existentes en la zona; dichas corrientes son, en general, provocadas por el proceso contaminante o están estrechamente ligadas a él.

Principios básicos que se deben tener en cuenta en el diseño de una extracción localizada son: 1.- Encerrar la fuente tanto como sea posible. 2.- Capturar el contaminante con velocidad adecuada. 3.- Extracción del contaminante fuera de la zona de respiración del operario. 4.- Suministro adecuado de aire. 5.- Descarga del aire extraído lejos del punto de reposición. 6.- Proveer una adecuada velocidad de transporte para las partículas. 7.- Igualar la distribución del flujo del aire a todo lo largo de las aberturas de campana.

1.- Encerrar la fuente tanto como sea posible, El caudal de aire a extraer será tanto menor cuanto más encerrado quede el foco contaminante en el interior de la campana. Por consiguiente el diseño geométrico de una campana deberá siempre perseguir el objetivo de encerrar al máximo el proceso en su interior, teniendo siempre presente las necesidades de un acceso adecuado al proceso.

2.- Capturar el contaminante con velocidad adecuada. La velocidad del aire a través de todas las aberturas de la campana debe ser lo bastante alta como para captar el contaminante. La importancia de la velocidad óptima de control y captura es uno de los puntos fundamentales en el diseño de este tipo de campanas.

3.- Extracción del contaminante fuera de la zona de respiración del operario. Las campanas deben situarse con respecto al foco contaminante, de tal forma que el flujo de aire se desplace del operario a la fuente del contaminante, para evitar que el operario respire aire contaminando.

4.- Suministro adecuado de aire. Todo el volumen de aire extraído debe ser reemplazado para no originar una depresión. Sin un causa de reposición adecuado, un sistema de extracción localizada no puede trabajar con el rendimiento esperado.

5.- Descarga del aire extraído lejos del punto de reposición, ya que todo el efecto de una extracción localizada puede malograrse por una recirculación hacia el interior del aire contaminando expulsado.

6.- Proveer una adecuada velocidad de transporte para las partículas. El transporte de material particulado debe realizarse a una velocidad de aproximadamente 18 a 20 m/seg, para evitar la deposición de partículas en los conductos. El transporte de gases o vapores pude realizase a velocidades inferiores. 7.- Igualar la distribución del flujo del aire a todo lo largo de las

aberturas de campana.

Tipos de campanas y aplicaciones En general se denominan campanas a todos los tipos de aberturas por donde penetra el aire a los conductos. Las campanas pueden ser clasificadas en lo siguientes grupos: 1.- Campanas de techo: Son las más conocidas. Consiste en una bóveda situada por encima del lugar de trabajo. Este tipo de campana no se utiliza cuando el material es tóxico y el operario debe inclinarse sobre el tanque o proceso generador del contaminantes. Cuando hay corrientes transversales pude ser necesario colocar pantallas en los costados. 2.- Cabinas: suelen tener, auque no siempre, un gran hueco, de forma que parte de la operación contaminante pude efectuarse dentro de la campana. El aire generalmente circula horizontalmente en lugar de vertical. 3.- Campana de rejilla lateral: Es similar a la cabina pero el hueco es más pequeño. Se trabaja, por lo general, enfrente de la campana y de forma que el aire que penetra en la misma circula por encima de donde se está trabajando. 4.- Campana de aire descendente. El aire circula hacia abajo. Su empleo es limitado ya que cualquier corriente ascendente o transversal tiene un efecto adverso sobre la penetración del contaminante de las aberturas. 6.- Campana extractora alargada: Es simplemente una campana de rejilla lateral, en la cual la relación lado mayor a menor es más grande. Como ejemplo, las bocas de aspiración de los tanques y baño.

EQUIPAMIENTO DE UNA INSTALACION

Ventilación Industrial Equipamientos CONDUCTOS Una vez que el aire contaminado ha sido arrastrado dentro de la campana, los conductos se encargan de llevar a un separador al exterior. Cuando ese aire pasa por cualquier conducto debe vencerse la resistencia originada por la fricción y, por lo tanto, hay que gastar energía. La magnitud de esta pérdida por fricción tiene que ser calculada antes que el sistema está instalado, con el objeto de elegir el ventilador más adecuado. El flujo, en un conducto de extracción localizada, es, en la práctica, siempre turbulento, por lo que la velocidad no es constante, sino que oscila alrededor de su valor medio. Los conductos de un sistema de extracción localizada deben diseñarse teniendo presente los siguientes puntos: Conseguir el mínimo consumo de fuerza motriz (disminuyendo la pérdida de carga). Mantener la velocidad de transporte necesaria para que el contaminante no se deposite y tapone el conducto. Mantener el sistema equilibrado en todo momento.

SEPARADORES

El vertido directo del contaminante de una extracción localizada y más tratándose de material particulado, al exterior, daría lugar a un problema de contaminación atmosférica, por lo que debe retenerse y separarse del aire que ha servido como vehículo transportador. Por otra parte puede resultar rentable la recuperación del contaminante, haciéndose necesaria la colocación de un filtro. Un separador es un sistema que retiene la mayor parte del contaminante que lleva el aire. La eficacia de un separador puede llegar hasta el 99, 8 % . A continuación se detallan diferentes tipos de separadores para material particulado más comúnmente utilizados:

Ciclón Es un separador centrífugo, su principal ventaja es la utilización en batería y su principal desventaja es que su eficacia decrece con el diámetro del polvo y no recoge las partículas pequeñas. Se basa en la fuerza centrífuga suministrada a las partículas aspiradas y arrastradas en forma de espiral hacia el fondo del ciclón.

Filtros mangas Son separados que utilizan mangas confeccionadas en tejidos de algodón u otros materiales. El sistema de limpieza del tejido filtrante es lo que determina la diferencia de los tipos. Existen tres tipos de dispositivos de limpiezas de las mangas: 1.- Filtro automático: Es un filtro de mangas filtrantes cilíndricas, con un sistema de limpieza de estas mangas por una breve inyección de aire comprimido a través de un vénturi, el cual induce un gran volumen de aire que infla la manga desprendiendo la torta de polvo del exterior de la misma. El funcionamiento de este filtro puede ser continuo durante 24 horas al día, siendo ésta su principal ventaja de implantación. Admite concentraciones de polvo y velocidades de filtración, más importantes que un captador de polvo automático. Permite la recuperación o la recirculación de productos tratados. 2.- Filtro de limpieza por vibrador: Es un filtro de saco filtrante o mangas cilíndricas, con un sistema de limpieza por vibrador, que al final de cada período de trabajo, el medio filtrante es descolgado por sacudidas que realiza una excéntrica accionada por un motor eléctrico. Esta sacudida desprende la torta de polvo que cae en un depósito. Estos filtros se utilizan para trabajos discontinuos. 3.- Filtros de limpieza por sacudida manual: Es un filtro de bolsa filtrante suspendida en un cuadro metálico provisto de un dispositivo de sacudida manual, accionándolo de abajo arriba para obtener la limpieza del tejido filtrante. Estos filtros sirven para equipar individualmente lo puestos de trabajo.

Precipitadores electroestáticos Los separadores electroestáticos utilizan el fenómeno natural por el que las partículas de carga opuesta se atraen. Las partículas de polvo entrantes se cargan eléctricamente y a continuación se recogen en placas conectadas a tierra. Su principal ventaja es su insignificante pérdida de carga, su inconveniente en su elevado costo. Están constituidos por un cuerpo en cuyo interior se sitúan un cierto número de pares de electrodos (emisor- colector). Uno de los electrodos está conectado a tierra y el otro a un conjunto rectificador- generador de alta tensión, alcanzándose diferencias de potencial de hasta 70.000 volts. Dispone además de un sistema de desprendimiento de polvo recogido en los colectores y un sumidero de evacuación. Se utilizan para la eliminación de humos.

Hidráulicos Son separadores húmedos que permiten la separación de partículas de polvo y de los gases solubles o condensables contenidos en el aire. El agente depurador es el agua. Existen diferentes tipos: 1.- De rueda centrífuga, para fuertes concentraciones de polvo. 2.- Vertical, para polvos pesados no solubles. 3.- De lámina de agua, para polvos incrustantes. 4.- De vénturi, para humos. Las desventajas de los filtros húmedos son su alto mantenimiento, corrosiones, gastos de agua y evacuación de lodos.

Filtros para nieblas de aceite La captación de la niebla de aceite se efectúa mediante una campana directamente sobre la máquina. Una filtración grosera puede realizarse con filtros metálicos de 50 mm de espesor, con una baja velocidad de paso, inferior a 1m./ seg. Una filtración más eficaz se obtiene con filtros equipados con un motoventilador a 3.000 r.p.m. y centrifugarla a gran velocidad sobre una virola estática equipada con un filtro. El aceite es evacuado al exterior por un orificio apropiado. Otro tipo de filtro autónomo utilizado para eliminar neblinas de aceite es el precipitador electroestático, siendo su principal ventaja el poder recircular el aire limpio dentro de la zona de trabajo.

VENTILADORES

Ventilación Industrial Extracción localizada - Ventiladores Un ventilador es una turbo- máquina de fluido para gases que absorbe la energía mecánica y restituye energía a un gas comunicándole un incremento de presiones inferiores a 1.000 mm c.a. Los ventiladores pueden clasificarse según la presión desarrollada según la dirección del flujo de aire. Según la presión desarrollada en: 1.- De baja presión: La presión total desarrollada es inferior a 100 mm c.a. 2.- De media presión: La presión total desarrollada es superior a 100 mm c.a. es inferior a 300 mm c.a. 3.- De alta presión: La presión total desarrollada es superior a 300 mm c.a. e inferior a 1.000 mm c.a. Según la dirección del flujo en: 1.- Ventiladores helicoidales: en los que el aire se desplaza en el sentido del eje de rotación de la hélice. 2.- Ventiladores centrífugos: en los que el aire entra axialmente y sale en dirección radical.

Ventiladores helicoidales La características de un ventilador helicoidal: 1.- Grandes caudales de aire. 2.- Presión disponible reducida. 3.- Buen rendimiento. 4.- Ruidosos. 5.- Curva plana. 6.- Montaje mural. 7.- Impulsión. 8.- Extracción. El caudal de aire que vehiculan los ventiladores helicoidales es grande en relación a su tamaño, hélices de diámetro de 800 mm puede dar hasta 30. m3/h. Al tener poca presión disponible sólo se pueden aplicar, donde la resistencia al flujo de aire es baja, es decir, en instalaciones de pocas metros de conducto y aún éste del mismo diámetro de la hélice. Este tipo de ventilador se utiliza más frecuentemente en montaje mural, en extracción u en impulsión de aire sin mediación de conductos. Un ventilador helicoidal está compuesto por una virola, una hélice y sistema de accionamiento. El aire se desplaza en el sentido del eje de rotación de la hélice. La hélice tiene un núcleo al cual se fijan las palas perfiladas y dispuestas formando un ángulo dado. Si las palas no tuvieran ningún ángulo de ataque más acción tiene la hélice sobre el aire. Su composición simple lo convierte en un aparato barato en comparación con su caudal.

Ventiladores centrífugos Las características que reúnen este tipo de ventiladores son: 1.- Caudales algo menores. 2.- Presiones más elevadas. 3.- Buen rendimiento. 4.- Silenciosos. 5.- Impulsión. 6.- Extracción. Los caudales son algo menores que el helicoidal sin embargo la presión es mucho mayor. El rendimiento es bueno sobre una gran parte de la curva de trabajo. La utilización de un centrífugo se hace para toda clase de caudales y cuando se alcance una determina presión. Un ventilador centrífugo es mucho más caro que un ventilador helicoidal pero tiene una mayor flexibilidad de empleo. Un ventilador centrífugo consta de una voluta, rodete y un sistema de accionamiento. En el ventilador centrífugo el rodete atrae el aire a su cuerpo por el oído, lo conduce a su periferia y la arrastra hacia la impulsión siguiendo el movimiento en espiral canalizando por la voluta. El eje de impulsión es perpendicular al eje de aspiración. El aire es espirado por un pabellón o cono de aspiración que está situando en el flanco de la caja o puesta al disco del rodete donde van fijando los alabes.

VENTILACION GENERAL

Ventilación Industrial Ventilación general La ventilación general tiene como objeto el mantenimiento de la pureza y de unas condiciones en el aire de un local determinado, es decir, mantener la temperatura, velocidad del aire y un nivel de contaminantes dentro de los límites admisibles para preservar la salud de los trabajadores. El aire viciado se extrae del local mientras se introduce aire exterior para reemplazarlo. Se llama ventilación general mecánica cuando las renovaciones de aire se llevan a cabo mediante ventiladores. El contaminante puede propagarse por todo el recinto siendo la misión del aire exterior la dilución de las impurezas hasta la concentración máxima admisible.

Principios de la ventilación general La concepción de una instalación de ventilación general mecánica contiene una gran parte de intuición, si embargo se pueden enumerar los siguientes principios: 1.- Asegurarse previamente de que la solución por ventilación localizada es técnicamente imposible. 2.- Tener en cuenta que puede aplicarse a contaminantes de baja toxicidad, de rápida difusión, pequeños flujos de emisión y siempre que el personal laboral está alejado de los focos emisores. 3.- Forzar un flujo general de las zonas limpias a las zonas contaminadas. 4.- Intentar hacer pasar el máximo de aire por las zonas contaminadas. 5.- Evitar las zonas de flujo muerto. 6.- Compensar las salidas de aire por las correspondientes entradas de aire. 7.- Evitar corrientes de aire. 8.- Utilizar los movimientos naturales de los contaminantes, es especial de las zonas calientes en su efecto ascensional. 9.- Utilizar preferentemente una instalación con introducción y extracciones mecánicas. 10.- Utilizar extracción mecánica y entrada natural. 11.- No se debe considerar una instalación de ventilación general para resolver problemas con material particulado debido a que éste presenta dificultades de difusión.

Cálculo del caudal de extracción La dificultad reside en la evaluación del índice de renovaciones por hora. En este campo es arriesgado dar normas precisas, dado que hay muchos factores que intervienen. El caudal de extracción se debe calcular en función de las renovaciones por hora. Estas renovaciones dependen a la naturaleza o destino de los locales. A modo de ejemplo se muestra la siguiente tabla: TIPO DE LOCAL Taller de pintura Taller de mecanizado Fundiciones Hospitales Laboratorios Sala de calderas

RENOVACIONES DE AIRE POR HORA 30-60 6-10 6-10 6-8 6-12 20-30

Es recomendable partir de seis renovaciones de aire por hora como mínimo para calcular el caudal de extracción, ya que éstas aseguran la eliminación de las poluciones provocadas por las personas.

Movimientos del aire

Es sabido que el aire en movimiento crea un efecto refrescante que puede ser expresado en función de la disminución de la temperatura del aire (temperatura seca) el cual daría el mismo efecto refrescante en aire tranquilo. Un punto delicado radica en la ventilación de grandes naves. En efecto, si se aplica una tasa de renovación incluso elevada, se tiene la impresión de hacer intervenir caudales enormes que deberían dar resultados positivos; sin embargo si hacemos el cálculo de la velocidad de circulación del aire por la sección de la nave, la velocidad es del orden de cm/ seg. Una velocidad óptima en la nave sería 0,3 a 0,7 m/ seg.