Universidad Austral de Chile Facultad de Ciencias de la Ingeniería Escuela de Ingeniería Naval

“LÍNEA DE PRODUCCIÓN DE PROCESAMIENTO DE ACEROS” Tesis para optar al Título de: Ingeniero Naval Menciones: Arquitectura Naval Transporte Marítimo

Profesor Patrocinante: Sr. Richard Luco Salman. Ingeniero Naval. Licenciado en Ingeniería Naval. Doctor en Ingeniería Naval.

SEBASTIÁN IGNACIO ZAMORANO ROCCO VALDIVIA – CHILE 2013

Índice

Introducción......................................................................................................................... 1 Objetivos ............................................................................................................................. 2 Mapa conceptual Línea Producción procesamiento de aceros ......................................... 3 CAPITULO I – PROCESAMIENTO DE PLANCHAS Y PERFILES, ACEROS UTILIZADOS EN EL PROCESO .................................................................................................................. 4 Tipos de aceros utilizados .................................................................................................. 4 Procesamiento de Planchas ............................................................................................... 6 1.

Lavado...................................................................................................................... 6

2.

Granallado ................................................................................................................ 7

3.

Pintura ...................................................................................................................... 9

4.

Corte de piezas ...................................................................................................... 13

5.

Esmerilado ............................................................................................................. 14

6.

Chaflanado ............................................................................................................. 15

7.

Curvado y plegado de planchas ........................................................................... 16

8.

Cilindrado ............................................................................................................... 17

Nestings ............................................................................................................................ 18 Procesamiento de Perfiles ................................................................................................ 19 1.

Recepción de Perfiles y lavado ............................................................................. 19

2.

Granallado de perfiles ............................................................................................ 20

3.

Pintura .................................................................................................................... 20

4.

Corte y esmerilado ................................................................................................. 21

5.

Curvado de perfiles ................................................................................................ 24

CAPITULO II – MAQUINAS UTILIZADAS PARA EL PROCESO DE PREFABRICADO Y CORTE DE PIEZAS. ............................................................................................................ 25 Máquina Plasma............................................................................................................ 25 Guillotina ........................................................................................................................ 28 Máquina de Oxicorte y Máquina para Chaflán ............................................................. 30 Cilindradora ................................................................................................................... 32 Prensa Industrial ........................................................................................................... 33 Prensa Horizontal .......................................................................................................... 34

CAPITULO III - ELEMENTOS DE IZAJE Y DE PROTECCION PERSONAL ..................... 35 Grilletes ......................................................................................................................... 35 Eslingas ......................................................................................................................... 38 Cadenas ........................................................................................................................ 40 Estrobos o cables de acero .......................................................................................... 42 Mordaza o Garra ........................................................................................................... 44 Elementos de protección personal ocupados para el procesamiento de Planchas y Perfiles .............................................................................................................................. 46 Protección cabeza ......................................................................................................... 46 Protección Auditiva ....................................................................................................... 46 Protección Ocular y Facial ............................................................................................ 47 Protección de manos .................................................................................................... 47 Protección Respiratoria ................................................................................................. 48 Protección Corporal ...................................................................................................... 49 Conclusiones..................................................................................................................... 50 Bibliografía ........................................................................................................................ 51 Anexos .............................................................................................................................. 52

Resumen

En este escrito se nombran y se describen los procesos necesarios para efectuar el corte de planchas y perfiles en el departamento de Calderería, y así obtener un producto prefabricado. Cada proceso conlleva una serie de pasos, los cuales se deben llevar a cabo con rigurosidad para así obtener un producto que cumpla con los estándares de calidad requeridos. Se describe la maquinaria ocupada durante cada proceso para tener conocimiento de funcionamiento de éstas. También se nombran y describen los elementos de izaje necesario para el traslado de planchas y perfiles y además los elementos de protección personal ocupados por los trabajadores para efectuar un trabajo seguro.

Abstract

This paper describes elementary procedures for profile and plating cuts in Boilermaking Department for get a prefabricated product. Every procedure entails a series of steps, this steps has to be executed with rigurosity for get a product which satisfy the required quality standards. It describes the implemented machinery in every process for get an idea about how this machinery works. It also describes lifting elements necessary for plates and profile movements and industrial protective gear necessary for workers for make a safety work.

Introducción En la industria naval, hablando más específicamente de los astilleros, por lo general se dividen en 2 grandes departamentos, que es departamento de Ingeniería y departamento de Producción. El primer departamento es aquel que posee un staff de ingenieros encargados netamente de diseñar el anteproyecto del buque a construir, se ve todo lo relacionado con el diseño y modelamiento de casco, estudio de estabilidad, diseño de piping, ventilación, diseño de timón, hélices, etc. El segundo departamento, consta de un grupo ingenieros designados a distintas áreas como lo son soldadura, terminaciones, calderería, hidráulica, etc, se encarga de recibir la información del anteproyecto diseñada por el departamento de Ingeniería para hacer efectiva la construcción del buque. A modo de organización se debe contar con un esquema de trabajo, y es por esto que es de suma importancia definir una línea de producción, teniendo en cuenta que ésta línea estará compuesta por una serie de pasos a seguir, que en éste caso y para efectos del estudio que realizaré, se describirá una línea de producción para procesamiento de aceros exclusivamente, dirigida a la Calderería. El poder procesar una pieza de acero en el menor tiempo posible dependerá únicamente de la tecnología y capacidad del astillero, al igual que la mano de obra con la que dispone la empresa y no menos importante es cuán eficiente puede llegar a ser ésta. La Calderería se puede definir como una sección dentro del departamento de Producción, la cual se encarga entre otras tareas de trabajar con planchas de acero, cortando y uniendo piezas para empezar a dar forma a la construcción de la embarcación. Los procesos y métodos expuestos en el proyecto son producto de experiencia adquirida en un astillero y no se deben tomar como una norma general para todos los astilleros por igual, ya que va a depender única y exclusivamente de la capacidad de producción, los pasos a seguir en el proceso no necesariamente van a ser iguales. Algunos astilleros se encuentran más mecanizados que otros, poseen mayor horas hombres y personal, mayor o menor tecnología, calidad de máquinas y herramientas y no menos importante, para el tipo de barco que se construirá.

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Objetivos Los objetivos del proyecto que realizaré son los siguientes:



Nombrar y describir los pasos a seguir definidos en la línea de procesamiento de aceros, desde la recepción de las planchas hasta obtener una pieza completamente procesada para su posterior instalación sin dejar de lado el procesamiento de perfiles de distintos tipos.



Explicar el esquema de trabajo el cual describa procedimientos para poder obtener piezas procesadas en el menor tiempo posible y así poder aumentar la producción.



Dar a conocer los elementos de izaje y elementos de protección personal utilizados durante la línea de producción y la importancia de éstos.

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Mapa conceptual Línea Producción procesamiento de aceros A continuación se muestra un mapa conceptual con las etapas que conlleva el procesamiento del acero, el cual nos ayudará a tener una idea general de cuáles son los pasos a seguir para obtener un producto prefabricado:

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CAPITULO I – PROCESAMIENTO DE PLANCHAS Y PERFILES, ACEROS UTILIZADOS EN EL PROCESO En el presente capítulo se analizarán los distintos procesos para el procesamiento de planchas y perfiles de acero necesarios para la construcción del buque. También se dará una descripción de algunos de los tipos de aceros utilizados en la industria naval.

Tipos de aceros utilizados Existe una gran variedad de aceros en la industria naval. El acero más común es el acero naval o también conocido como acero de grado A. Existen varios grados de aceros los cuales se pueden utilizar, de acuerdo a un determinado sector del buque se determinará qué grado de acero de utilizará. También existen los aceros de alta resistencia los cuales se pueden usar en sectores donde se presenten esfuerzos mayores. En éste caso, para diferenciar el acero naval con el de alta resistencia se han pintado de distintos colores, el acero naval de color rojizo mientras que el segundo de color plomo (Figura 1).

Limite elástico Tipo de Acero

Figura 1. Plancha de casco alta resistencia y pletina de acero naval

Naval grado A

24 como mín.

Naval grado B

24 como mín.

Naval Grado D

24 como mín.

Naval Grado E

24 como mín.

Alta Resistencia

32 como mín.

Tabla 1. Límite elástico para grados de aceros navales.

Límite Elástico: Punto en el cual el material es capaz de recuperar sus dimensiones originales una vez que se retira la carga que se le está aplicando, al momento de superar este límite el material queda deformado permanentemente sin posibilidad de recuperar su forma original. Resistencia a la Tracción: Se define como el esfuerzo máximo de tracción que puede soportar el material antes de romperse.

(1) Valores extraídos de Germanischer Lloyd, Reglamentos para la Clasificación y construcción de Buques de Acero.

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Espesores más comunes de plancha (mm) 4 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 14 15 16 18 20 22 25 30 35 40 45 50 60 65 70 75 80 90 100 150 200 220

Tabla 2. Grados de aceros utilizados de acuerdo a la categoría de miembros estructurales. (1)

Thickness t in mm. t ≤ 15 15 < t ≤ 20 20 < t ≤ 25 25 < t ≤ 30 30 < t ≤ 35 35 < t ≤ 40 t > 40

I Mild Steel A A A A B B D

H. T Steel AH AH AH AH AH AH DH

Material Class II Mild Steel H. T Steel A AH A AH B AH D DH D DH D DH E EH

III Mild Steel A B D D E E E

H. T Steel AH AH DH DH EH EH EH

Tabla 3. Espesores a utilizar de acuerdo a los grados de acero y la clase de material (I, II o III) (1)

(1) Tablas extraídas de Lloyd’s Register, Rules and Regulations for the Classification of Ships Parte 3, Capítulo 2, Sección 2, Materiales

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Procesamiento de Planchas

1. Lavado Las planchas llegan en packs, las cuales deben pasar por un proceso de lavado y por un proceso de secado. La plancha se lleva a unos soportes, puede ser mediante un puente grúa o una grúa horquilla (Fig. 2) para posteriormente lavarla con una hidrolavadora (Fig. 3), luego se deja aparte para el secado. El objetivo del lavado de planchas es para remover suciedad y lo que es aún más importante, remover la salinidad que se encuentra en ellas, ya que si a una plancha que se encuentre con salinidad se le aplica pintura, está no tendría una correcta adherencia. En época de invierno u otoño con temperaturas bajas una plancha puede demorar en secar aproximadamente 1 hora, en época de verano alcanza un completo secado fácilmente en 5 a 10 minutos. Luego que la plancha pase por su lavado y secado pasa al proceso de chorreado, más conocido como arenado o granallado. La plancha recibe un código para su posterior seguimiento (Fig. 4), esto se conoce como trazabilidad.

Trazabilidad: Se define como el conjunto de medidas o procedimientos los cuales permiten el rastreo de un producto desde su nacimiento hasta el final del proceso de producción.

Figura 2: Plancha transportada a soportes para su posterior lavado.

Figura 3: Operador lavando plancha con hidrolavadora.

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Figura 4: Plancha recibe marcado, entre los números podemos ver el n° plancha, año y espesor.

2. Granallado La plancha recibe un proceso de chorreado, más conocido como arenado o granallado, para esto la plancha se posiciona de forma vertical y pasa por una máquina de granallado (Fig 4a), el granallado se produce por impacto, golpeando la plancha para lograr una rugosidad en ésta. Dado el constante impacto que se produce dentro de la máquina de granallado, ésta se va autodestruyendo con el tiempo, por lo que debe recibir mantención periódicamente (Fig 5). Una vez que la granalla impacta con la plancha se junta y se desecha. El objetivo del granallado o arenado es remover impurezas de la plancha y obtener la rugosidad requerida para lograr la correcta adherencia de la pintura, también sirve para eliminar la capa de laminado de fábrica que trae el acero (las planchas de acero inoxidable no traen esta capa). Si ésta capa de laminación no se removiera y se pintara encima de ella, con el tiempo la pintura se desprende producto de una incorrecta adherencia. Luego que la plancha pasa por la máquina de chorreado adquiere cierta temperatura, ideal para aplicar la pintura.

Existen tipos de granalla como la granalla angular (Fig. 6), granalla esférica, ambas se pueden combinar para lograr una correcta rugosidad en la pieza que se necesite granallar. El uso de granalla angular sin la granalla esférica con el tiempo destruye mucho más rápido la máquina de chorreado que si se usaran los tipos 2 granalla a la vez.

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Hay una razón muy importante por la cual se usa granalla en vez de la arena, que por cierto es arena de agua dulce, ya que si se usara arena de mar no tendría ningún sentido por la sal que trae, estaríamos contaminando la plancha con sal que es lo que precisamente se quiere remover con el lavado. La razón por la cual no se ocupa arena es por un tema de salud, al impactar la arena con la plancha se genera un polvo, el cual contiene óxido de silicio o comúnmente llamado Sílice. Al respirar el Sílice produce una enfermedad llamada Silicosis, la cual se produce por el depósito de polvo en los pulmones.

Figura 4a: Plancha pasando por máquina de chorreado

Figura 6: Granalla angular utilizada para el granallado o arenado.

Figura 5: Interior de la máquina de granallado, dado el constante impacto de la granalla se va autodestruyendo con el tiempo

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3. Pintura Una vez que la plancha pasa por el proceso de granallado y se obtiene la rugosidad necesaria estamos en condiciones de aplicar pintura a la plancha. Antes de la pintura se pasa una mano de limpieza, que puede ser mediante aire a presión para remover todo polvo existente en la plancha producto del proceso de chorreado. La pintura que se aplica a la plancha es una pintura tipo Shop Primer, la cual no es una pintura definitiva, sino que es de carácter temporal que tiene una duración aproximada de 3 meses. Esta pintura se usa con el objetivo de proteger la pieza pintada contra ralladuras, golpes, etc (1). La pintura tipo Shop Primer es una pintura que no afecta al corte por oxicorte o máquina plasma ni tampoco la soldadura, es una pintura “ delgada “ la cual se puede adaptar a todo el contorno de la plancha, no así una pintura común. La pintura Shop primer cubre por completo los picos o crestas y los valles de la superficie chorreada (Fig. A y Fig. B)

Figura A: Croquis en el cual se muestra la superficie de la plancha granallada en forma exagerada (contorno plomo), se habla de pico o cresta para nombrar la parte más elevada de la superficie y la parte más baja el valle, la pintura Shop Primer (rojo) copia todo el contorno cubriendo por completo los picos, protegiendo la plancha de una eventual oxidación.

Figura B: Croquis de la superficie de la plancha pintada con una pintura que no es tipo Shop Primer (azul), se puede apreciar que no copia el contorno de la plancha por tanto los picos quedan al descubierto y dan paso a la oxidación. (1) Información proporcionada por Hempel Chile

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Antes de poder pintar, se debe hacer un test de salinidad a la plancha para descartar cualquier exceso de sales presentes en ésta, un test efectivo que se puede aplicar es el Test de Bresle.

Test de Bresle Este test de salinidad se realiza con el fin de medir la cantidad de sales presentes en la planchas de acero de acuerdo de la norma ISO 8502-6 (Preparación de sustratos de acero antes de aplicaciones de pintura y productos relacionados), para esto se posiciona la plancha granallada en forma horizontal, se compara el granallado con un comparador para ver si se obtuvo la rugosidad necesaria (Fig.7), si se alcanza la rugosidad requerida, se instala un parche BresleSamper (Fig. 8) el cual aísla el sector donde se quiere medir la salinidad, se inserta con una jeringa en el parche 5 ml de agua destilada y juego se hace agitación con los dedos sobre el parche de 5 a 10 segundos, repitiendo 3 veces el mismo proceso, luego se extrae el agua para medir su conductividad, la cual no debe exceder los 24 µS/cm ( 1 ) Aparte de medir la conductividad en la plancha, también se mide en el mineral abrasivo que se usará para el granallado, no siendo mayor a 25 mS/m. La conductividad es comúnmente usada para medir la cantidad de sal presente en el agua. Luego que el valor arrojado sea aceptable de acuerdo a la norma, se puede proceder a aplicar la pintura tipo Shop Primer.

Tabla 4: Valores de conductividad máximos aceptados para solubles en agua sobre la superficie de acero. La fila con el número de nota 5 muestra la conductividad máx. aceptada por IMO para estanques de lastre. Como no se sabe cuál plancha será destinada a estanques de lastre el test se aplica a cualquier plancha.

(1) S= Siemens, unidad de conductividad, lo cual sirve para saber la cantidad de sal presente en la plancha

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Tabla 5: valores máximos de conductividad aceptados por Hempel, como se mencionó antes,el valor máx para abrasivos es de 25 mS/m

Figura 7. Comparador de Rugotest

Figura 8. Parche Bresle Sampler

Otro factor que influye al momento de aplicar pintura sobre la plancha es la temperatura y la humedad relativa. Para poder aplicar la pintura la plancha debe estar completamente seca con una temperatura por sobre el punto de rocío con el fin de evitar micro condensaciones en ésta. El punto de rocío se puede definir como la temperatura a la cual el valor de agua presente en el ambiente comienza a condensarse y la humedad relativa como la cantidad de vapor de agua presente en el aire. Todos estos valores se pueden medir con un instrumento para medir revestimientos (Fig. 9). Una vez que los parámetros se encuentren aceptables podemos proceder a pintar. Para eso se aplica previa limpieza sobre la plancha para remover el polvo producto del granallado, con una manguera con aire a presión (Fig. 10), posteriormente se le pasa una mano de Shop Primer por método de traslape, así nos aseguramos que el grosor de pintura sea el adecuado. (Fig. 11).

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Figura 9. Instrumento que permite medir la humedad relativa, temperatura de la plancha, temperatura del punto de rocío, etc.

Figura 11: Trabajador aplicando mano de pintura sobre la plancha por traslape, de esta forma una mano de pintura va quedando sobre la otra para alcanzar el grosor de pintura necesario.

Figura

10. Trabajador aplicando aire a presión para remover polvo de la plancha.

Figura 12: Imagen de probeta para medición de espesor seco de pintura

Para poder medir la cantidad de pintura presente en la plancha se fabrica una probeta de mínimo 1000 x 100 milímetros según especificaciones de Hempel (Fig. 12). Ésta probeta se caracteriza por ser lisa, esto quiere decir que no pasa por el proceso de granallado, con el fin de poder medir el grosor de pintura con exactitud, ya que como se mencionó anteriormente una plancha que pasa por el proceso de granallado sufre alteraciones en su superficie y la otra característica no menos importante es que al momento de medir debe ser en espesor seco, esto quiere decir que se realiza la medición una vez que la pintura haya secado. La razón de medir con espesor seco es que una pintura una vez de ser aplicada luego de un determinado tiempo se evaporan sus solventes. Existen pinturas que traen más porcentaje de sólido que otras. A mayor volumen de sólido presente en la pintura menor es la evaporación de solventes o volátiles en el sistema y por lo tanto menos la diferencia entre espesor húmedo y espesor seco, lo que quiere decir que la pintura entre más sólido contenga “bajará” menos que una pintura que tiene mayor volumen de sólido. Página 12

4. Corte de piezas Ya tenemos la plancha que necesitamos granallada y pintada, nos encontramos en condiciones de llevarla al proceso de corte. Existen varios métodos de corte, el soplete manual (gas) es uno de los métodos más comunes utilizados en la industria naval, también existe plasma manual, el cual se usa para cortar Aluminio y Acero Inoxidable, tenemos el método de corte por oxicorte CNC (Control Numérico Computarizado) y tenemos el método de corte por Plasma CNC. Al momento de tener lista la plancha para el corte se traslada mediante un equipo de izaje (puente grúa por ejemplo) a la mesa de corte (Fig.13). Con la plancha posicionada, el operario mediante un panel de control que está conectado a la memoria de la máquina busca el nesting necesario para empezar el proceso de corte. Al cortar con una máquina de tipo CNC el operario no debe hacer más que programar el corte y esperar a que éste finalice. Las piezas en el nesting van unidas mediante un “puente “, esto se hace con el fin de cortar el nesting completo en una sola pasada y ahorrar tiempo (Fig.14). Cuando se requieren piezas más elaboradas como piezas mecánicas se trabajan sin puente, ya que al momento de cortarlo con soplete queda una pequeña marca la cual puede ser imperceptible si va por el lado de la soldadura, por otro lado puede ser objetable si ésta marca queda a la vista.

Figura 13: Operador posicionando plancha en mesa de corte.

Figura 14: Puente entre piezas del nesting

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5. Esmerilado Luego de cortar las piezas, se deben eliminar los cantos vivos de éstas para que la pintura no se quiebre. Para esto el operador suaviza los cantos mediante esmeril. Para el desbaste se pueden ocupar 2 tipos de discos con el esmeril, el disco de desbaste que se ocupa para limar o pulir las piezas y el disco flap que se ocupa para terminaciones, aunque hoy en día el disco de flap ha llegado a sustituir al disco de desbaste de acuerdo a la rugosidad que posea éste último. Un disco de flap es más liviano, por lo tanto el operador tendrá mayor movilidad y menos vibración. Existen 2 estándares para cantos vivos que son Good y Better (3). El primer estándar se ocupa para superficies de casco exterior e interior, estanques no combustibles y para superficies que no son superestructura. El segundo estándar se ocupará para elementos de superestructura y estanques de combustibles. Respecto al Biselado, el cual es importante para la preparación de bordes para unión de soldadura, se puede efectuar mediante máquina de corte por plasma u oxicorte, o bien se puede preparar manualmente con esmeril. Existen varios tipos de biselado de acuerdo a distintas normativas también como el ángulo que se le da a éste. El diseñador determinará cuál es el biselado a utilizar según las necesidades y de acuerdo a.los recursos que disponga el astillero, como por ejemplo el tipo de soldadura a emplear, si es soldadura por arco sumergido, arco manual, etc.

Figura 16: Estándares Better vivos.

Figura 17. Disco Flap

y Good para preparación de cantos

Figura 18. Disco de Desbaste

3.- Preparación de cantos y bordes de elementos estructurales, Normativa ISO 12944-3

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6. Chaflanado Método que se ocupa para unir 2 planchas de distinto espesor. En la industria naval es muy común la unión de 2 o más planchas de espesores diferentes, para eso se corta la plancha de mayor espesor por medio de oxicorte y se desbasta. Para realizar el corte se utiliza una máquina de oxicorte llamada “tortuga“, la cual se desplaza por medio de un sistema de rieles, con el fin de obtener un corte limpio y con el ángulo necesario. El trabajador posiciona la plancha sobre una mesa de trabajo, posteriormente se suelda material de más en la esquina de la plancha para que la máquina llegue hasta el final de la plancha y corte la totalidad de ésta. Se aplica una mezcla de Oxígeno con Acetileno a la plancha para que ésta tenga una temperatura adecuada y posteriormente se corta con oxígeno. Una vez cortados todos los lados de la plancha, se esmerilan las esquinas con el fin de obtener un acabado circular. La escoria que queda producto del corte no presenta mayores inconvenientes para removerla manualmente si se aplicó una velocidad de corte adecuada, también depende del estado de la boquilla, si la boquilla de corte se encuentra deteriorada el corte presentará imperfecciones. Finalmente al tener todos los lados con el chaflán necesario se procede a pulir o esmerilar para obtener un acabado presentable.

Figura 19. Material de más para chaflanado

Figura 21. Chaflán esmerilado y sin escoria.

Figura 20. Escoria producto del chaflán por oxicorte

Figura 22. Chaflán con esquina esmerilada

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7. Curvado y plegado de planchas Un tema muy importante es el curvado de planchas de cubierta (Shell Plate) el cual se puede realizar mediante una prensa industrial. Mediante una cuchilla o punzón acoplado a la máquina se hace presión a la plancha sobre la matriz. Se trata de curvar en pequeños tramos para así obtener la forma requerida, el largo del tramo va a depender de la longitud de la matriz donde se pueda curvar. Para lograr esto se trazan las cuadernas en la plancha y luego con una plantilla se toma la curvatura de ésta (Fig. 23) la que actúa como “molde”. El operador empieza a aplicar presión sobre la plancha con leve fuerza y poco a poco va midiendo hasta alcanzar la curvatura del trazo. Cuando las planchas son grandes pueden sujetarse mediante polipasto como se muestra en la figura 24. Además de curvar planchas de cubierta, la máquina cumple función de plegadora, se puede tomar una plancha de un determinado espesor y darle el doblez requerido. Para curvar elementos estructurales como vagras se puede hacer uso de la prensa. Se cambia el tipo de punzón o cuchillo con una superficie más plana de modo que al prensar no doble de forma incorrecta, con una plantilla de cuaderna el operador se va guiando para obtener el curvado necesario. Otra manera de curvar elementos estructurales es mediante un soplete tipo dragón, con éste se eleva la temperatura de la plancha hasta obtener un ligero color naranjo, esto va a depender según el espesor de la plancha a curvar, al momento de obtener este color el operador aplica pequeños golpes hasta obtener el curvado necesario, va a depender únicamente del la pericia de éste para obtener un correcto curvado.

Figura 23. Plantilla de Cuaderna

Figura 24. Plegado de plancha en Prensa.

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Figura 25. Curvado de una Vagra mediante Prensa.

Figura 26. Plegado de pieza.

8. Cilindrado El proceso de cilindrado se usa para dar concavidad a planchas de determinado espesor para construir partes específicas como por ejemplo el túnel de Thrusters. Se introduce la plancha entre los rodillos de la cilindradora, ésta se regula de acuerdo al diámetro de cilindrado que se desee. Un punto a considerar es que la plancha debe venir con un pre plegado y con material extra, El pre plegado se usa para obtener una circunferencia perfecta y el material de más para el pre plegado en la prensa, para que no quede material voladizo en la matriz. La capacidad de cilindrado va a depender del diámetro de los rodillos y cuánto se pueden llegar a regular para alargar la curva de circunferencia o achicarla. Para cilindrados más grandes que exceden la capacidad de la máquina se acostumbra a construir por partes.

Figura 27. Plancha cilindrada.

Figura 28. Plancha cilindrada con menor diámetro.

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Nestings El Anidado o comúnmente llamado Nesting es un proceso en el cual se agrupan una serie de piezas en una plancha para el corte. La razón del Nesting es para reducir al máximo el porcentaje de desperdicio de material que se produce durante el proceso de corte en la máquina de plasma. Por lo general se ocupan softwares compatibles con la máquina de plasma. El programa Ominiwin sirve para generar el archivo de corte, se extraen las piezas de los planos de Autocad. Luego en autocad se trabaja la pieza separando en capas distintas lo que son marcas, contorno de corte, texto o identificación de la pieza. La pieza se graba en formato dxf y se lee con Omniwin para que quede grabado en su base de datos. Posteriormente se usa el programa para nestear las piezas en un formato de plancha completa 12000 x 2500 x espesor (en mm.) o se busca un resto que se maneje en la base de datos de cortes anteriores. Al momento de ocupar una plancha completa es posible que quede un resto de determinadas dimensiones, al cual se le asigna un número especial como resto con sus medidas para su posterior uso. Una vez generado el archivo de corte junto con el Nesting se guarda con un formato que pueda procesar la máquina CNC. Finalmente el archivo se graba en la red del sistema computacional para que los operarios de la máquina de corte puedan abrirlo y ejecutarlo.

Figura 29. Imagen de piezas anidadas en una plancha entera

Figura 30. Imagen Nesting en plancha entera en el cual queda un resto.

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Finalmente con las piezas granalladas, pintadas, cortadas y esmeriladas se hace entrega a las secciones correspondientes para continuar con el proceso de producción.

Procesamiento de Perfiles Existe una gran variedad de perfiles para uso de la industria naval, como lo son los perfiles bulbos (HP), perfiles de alas desiguales o iguales (perfiles L), pletinas, perfiles T, etc. Antes de hacer uso de los perfiles, deben pasar por una serie de procesos y así evitar deterioro de la pieza. A continuación se dará una descripción de cada proceso antes de entregar los perfiles a producción. Los procesos son similares a los de la preparación de planchas.

1. Recepción de Perfiles y lavado

Los perfiles llegan agrupados por packs a los cuales se le asigna con un código para posterior uso y ubicación en el buque, luego de esos estos perfiles se lavan por la misma razón que se lavan las planchas, para eliminar la salinidad que se encuentra en ellas, los packs de perfiles pueden ser transportados por un sistema de izaje como un puente grúa. Los perfiles almacenados mucho tiempo a la intemperie se ven afectados por una capa de oxidación.

Figura 31. Pack de perfiles Bulbo (HP)

Figura 32. Pack de perfiles transportados al galpón para su posterior granallado o arenado.

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2. Granallado de perfiles

Tal como se explico para las planchas, los perfiles deben pasar por un proceso de arenado o granallado para obtener la rugosidad necesaria y estar en óptimas condiciones para aplicar la pintura (Fig. 33 y 34), además de remover las impurezas y remover salinidad presente en el acero. El perfil al pasar por la máquina de granallado a través de una cinta adquiere una determinada temperatura, producto del impacto de la granalla sobre el acero.

Figura 33. Perfil en maquina de granallado lista para granallar.

Figura 34. Perfil granallado o arenado, se obtiene la rugosidad requerida

3. Pintura

Luego de que los perfiles hayan pasado por el proceso de granallado o arenado estarían en condiciones para recibir el tratamiento de pintura correspondiente, al igual que en las planchas se aplica pintura tipo Shop Primer con el fin de darle una protección a la pieza contra ralladuras, golpes, etc, para esto se posiciona el perfil sobre unos soportes (Fig. 35) y el operador aplica la pintura con una pistola manual (Fig. 36). Los perfiles igual deben pasar por un test de salinidad para determinar si pueden ser pintados o no.

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Figura 35. Perfil en posición para pintar

4.

Figura 36. Operador aplicando mano de pintura Shop Primer en un perfil.

Corte y esmerilado

Ya con el perfil granallado y pintado el obrero marca los perfiles, enumerándolos según corresponda para su posterior uso y guiándose por una tabla para marcar la longitud de éste y su tipo de corte, existen varios tipos de corte para unión entre perfiles y saber cual usar va a depender en que sección del barco se ubique, de acuerdo a la geometría del casco o diseño de la cuaderna se determinará cuál es el mejor corte para la unión con otro perfil. En la siguiente tabla se muestra a modo de ejemplo los distintos tipos de corte para perfiles, los cuales son determinados por el diseñador, cumpliendo con los estándares de la casa clasificadora:

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Figura 37. Tabla con tipos de corte de acuerdo a requerimientos. Extraída de Wärtsilä

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Figura 38. Obrero marcando longitud de perfiles

Figura 39. Perfiles HP recortados.

Para perfiles que no tengan continuidad con otra viga, como por ejemplo los que terminen en el costado del casco, se les hace un recorte de manera de evitar posibles fisuras ya que no habría forma de que el perfil canalice el esfuerzo. La punta restante se le aplica una corona de soldadura, esto para evitar humedad. El ángulo de recorte lo va a determinar el diseñador de acuerdo a las necesidades y donde va a ir ubicado el perfil, cumpliendo con los estándares requeridos según la casa clasificadora. En la figura 40, dibujo A podemos apreciar la continuidad entre 2 perfiles a través de un mamparo, el esfuerzo se transmite de una viga a otra. En el dibujo C no hay continuidad de perfiles, por lo que se producirá una fisura en el mamparo. En el dibujo C se recortan las esquinas para evitar estas fisuras.

Figura 40. Croquis de continuidad de perfiles

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Figura 42. Ala de un perfil T recortado

Figura 42. Pletina con recortes

5. Curvado de perfiles

El curvado de perfiles se puede hacer mediante una prensa horizontal. El operador ocupa una plantilla como molde obtenido de trazados de las cuadernas para el caso de un perfil transversal, de ser un perfil longitudinal se ocupa una plantilla obtenida del trazado del perfil en la plancha de casco. Se aplica presión sobre el perfil poco a poco hasta obtener la curvatura requerida, de haber aplicado demasiada presión en una dirección obteniendo un curvado exagerado se puede presionar en el sentido contrario, para eso se pueden colocar unas placas de acero entre la prensa, el perfil y los topes, con tal de presionar uniformemente.

Figura 43. Perfil listo para curvar en Prensa horizontal.

Figura 44. Perfil curvado

Luego de que los perfiles se encuentren granallados, pintados y enumerados se entregan a las respectivas secciones según sea el caso.

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CAPITULO II – MAQUINAS UTILIZADAS PARA EL PROCESO DE PREFABRICADO Y CORTE DE PIEZAS.

En el siguiente capítulo se darán a conocer las máquinas necesarias para procesar planchas y perfiles. Tener en cuenta que las máquina que se muestran acá no son las únicas para un proceso de prefabricado de piezas y va a variar exclusivamente de la capacidad de cada astillero.

Máquina Plasma Marcas de máquina de plasmas: Kjellberg, Hypertherm, Esab. Está compuesta por 2 partes, la mesa de corte, en la cual se colocan las planchas y la máquina de plasma la cual realiza el corte en la plancha. La máquina de plasma está conectada a un Manifold, el cual suministra los gases necesarios para efectuar el corte, Oxígeno, Nitrógeno, Hidrógeno, mezcla de Nitrógeno con Hidrógeno, todos estos gases se encuentran comprimidos. Además, la máquina plasma usa aire comprimido a 13 bares por especificaciones técnicas, para llegar a esta presión se usa un compresor de aire que suministra al sistema, pasando por una serie de filtros que remueve las impurezas. Estos gases son para éste tipo de máquina de corte por plasma, no significa que todas las máquinas usan exactamente la misma cantidad de gases y los mismos tipos, esto puede variar dependiendo de la marca. La máquina de plasma también está conectada a un estanque que contiene un líquido refrigerante, con el cual se enfría la torcha, donde se genera arco eléctrico. Posteriormente la máquina plasma mezcla los gases necesarios y los lleva a una temperatura del orden de 20.000 °C aprox. para realizar el corte.

Figura 45. Máquina Plasma efectuando corte sobre una plancha.

Figura 46. De izquierda a derecha: Manifold de gases, filtros y compresor de aire.

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Figura 46. Máquina de plasma (Izq.). Estanque con líquido refrigerante (Der.)

Figura 47. Torcha donde se produce el arco.

Se pueden cortar varios espesores de plancha, desde los más delgados (4mm) a los más gruesos (100 – 150 mm). Para hacer efectivo esto se debe regular el amperaje de la máquina a medida que el espesor aumenta hay que aumentar el amperaje. La máquina funciona con consumibles, los cuales se deben cambiar con el transcurso del tiempo, la frecuencia con que se cambian va a depender únicamente de la cantidad de horas utilizándolos. A continuación se muestra una lista de la cantidad de consumibles necesaria para el corte. Ésta lista no es igual para todos los tipos de máquinas, varía de acuerdo al fabricante y eso es una determinante al momento de elegir cual marca comprar, ya que pueden haber grandes diferencias de precios entre consumibles de diferentes marcas.

No se pueden utilizar los mismos consumibles para todas las planchas, por lo general se usan distintos consumibles para cada espesor de plancha, a medida que varían los espesores se van cambiando los consumibles por el adecuado. Esto es válido para acero naval, aluminio y acero inoxidable.

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Consumibles necesarios para torcha máquina Plasma (1) Nombre Consumible

Imagen

Cooling Tube

Cathode

Gas Guide

Nozzle

Nozzle Cap

Swirl Gas Cap

Protection Cap

(1) Consumibles extraídos manual de operación Máquina Plasma Kjellberg

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Guillotina Máquina que se ocupa para cortar piezas de forma recta que no sean de gran tamaño. La guillotina posee un motor eléctrico el cual transmite movimiento a un volante. El volante entra en contacto con la cuchilla mediante un embrague el cual funciona a base aire comprimido, haciendo que éste baje y corte por impacto la plancha, automáticamente la cuchilla sube hasta el próximo corte. La guillotina cuenta con una serie de pistones hidráulicos en la mesa de corte, con el fin de sujetar firmemente la plancha al momento de cortar sin que ésta se escape o se mueva. Además, para obtener un corte preciso, sobre la mesa se dispone de una ampolleta la cual alumbra un alambre el cual produce sombra, lo cual funciona perfectamente como trazo al momento de cortar.

Figura 48. Parte trasera Guillotina

Figura 50. Alambre alumbrado con el fin de proyectar la sombra.

Figura 49. Pieza de acero sujetada mediante los pistones hidráulicos.

Figura 51. Botella aire comprimido para accionamiento de embrague.

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Para corte de pletinas y ángulos (Perfiles L) se hace uso de una guillotina para perfiles, de carácter hidráulico, la cual posee 3 funciones; corte de pletinas y ángulos, perforadora de piezas y además posee una pequeña guillotina para cortes variados como por ejemplo para confección de grapas o “perros”, los cuales sirven para sujetar 2 planchas al momento de soldar. Para pletinas más gruesas (15 a 20 mm de espesor) se corta con esmeril para no sobre exigir a la guillotina.

Figura 52. Máquina para cortado de perfiles.

Figura 53. Pequeña Guillotina para piezas varias.

Figura 54. Perforadora para piezas varias.

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Máquina de Oxicorte y Máquina para Chaflán Para el oxicorte manual se puede utilizar como combustible Acetileno mezclado con Oxígeno o Propano mezclado con Oxígeno, para efectuar el corte se usará Oxígeno. Los gases se regulan mediante un soplete, el cual posee unas válvulas de anti retorno que permiten el paso de los gases. Las presiones de trabajo para Acetileno y Propano son de 0,7 Bares y para el Oxígeno 5 a 7 Bares. La boquilla y casquete a utilizar va a depender exclusivamente del espesor de plancha que se necesite cortar. El oxicorte manual se puede ocupar tanto para cortar como para realizar pequeños biselados, aunque por lo general, en vez de usar oxicorte para biseles pequeños se ocupa esmeril.

Figura 55. Soplete para oxicorte.

Figura 56. Trabajador usando técnica oxicorte.

El chaflán también se puede realizar mediante oxicorte manual en el caso que sean pequeños, ya para chaflanes de mayor largo se utiliza preferentemente una máquina de oxicorte semiautomático o “Tortuga”, la cual está conectada con 2 tomas de gases, una de Acetileno y la otra de oxígeno la cual se separa en 2 mangueras, una para la mezcla con Acetileno y la otra para realizar el corte. Posee un botón regulador de velocidad de movimiento a través de unos rieles. La ventaja de usar ésta máquina es que se puede obtener un corte perfecto a diferencia de cortar manualmente, que la calidad del corte va a depender de la pericia del trabajador. Las presiones de trabajo de la Tortuga varían entre 7 a 10 bares para el Oxígeno dependiendo del espesor a cortar y el largo del chaflán, y la presión del Acetileno aproximadamente 0.7 bares. Respecto a las boquillas es el mismo principio que par oxicorte manual, las boquillas y casquetes a ocupar dependerán del espesor de plancha a cortar.

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Figura 57. Máquina oxicorte semimanual.

Figura 58. Máquina oxicorte por medio de rieles.

Figura 59. Casquete y boquillas para oxicorte semiautomático de acuerdo a espesores.

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Cilindradora

Marca: Scharringhausen Máquina compuesta de 3 rodillos, uno fijo que va en la parte superior seguido por los otros 2 rodillos ubicados bajo el primero, los 2 rodillos inferiores se pueden regular en dirección vertical, sea en dirección hacia el rodillo superior o en dirección contraria, con el fin de cerrar o abrir la curva del cilindrado. Posee un diámetro de trabajo mínimo de 450 milímetros. Posee 2 palancas, la primera sirve para dar marcha adelante o marcha atrás a los rodillos inferiores según sea del caso, el rodillo superior gira por fricción en el sentido contrario, la segunda palanca sirve para mover en sentido vertical los rodillos inferiores, ya sea ascendente o descendente. Para cilindrar una plancha en la máquina, en primer lugar, ésta debe ir con un pre curvado y con material de más, si la plancha no tuviera material extra el cilindrado no sería completamente circular y tendería a quedar con una punta al comienzo. La otra razón del material extra es para un correcto pre curvado en la prensa.

Figura 60. Imagen de Cilindradora

Figura 61. Croquis posición plancha en matriz de prensa. En el dibujo A la plancha no queda completamente sobre la matriz de la prensa, caso contrario en dibujo B que viene con material extra.

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Prensa Industrial

Marca: Van de Graaf Ésta máquina se conforma de un pistón hidráulico que mediante un punzón ejerce presión a la plancha o perfil mediante una matriz. Se pueden usar distintos tipos de cuchillos de acuerdo a lo que se necesite curvar o plegar. La matriz se puede remplazar por otra de distinta forma acorde a las necesidades. La presión de trabajo es alrededor de los 200 a 250 bares. Se pueden plegar ángulos, curvar forro de casco, etc.

Figura 61. Imagen de Prensa Industrial

Figura 62. Punzón y matriz de prensa.

Figura 63. Matriz ocupada para confección de mamparos corrugados.

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Prensa Horizontal

Marca: Van de Graaf Prensa con orientación horizontal, con la cual se curvan perfiles. Compuesta por un pistón hidráulico y 2 topes removibles, los cuales se adecuan según el curvado que se necesite.

Figura 64. Prensa horizontal con topes

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CAPITULO III - ELEMENTOS DE IZAJE Y DE PROTECCION PERSONAL En el siguiente capítulo se darán a conocer algunos elementos de izaje utilizados en la industria naval tanto para el manejo de planchas o materiales. Los elementos más comunes son eslingas, estrobos, cadenas, mordazas o garras. Es importante destacar que los elementos de izaje están certificados bajo normas y procedimientos como ANSI, ASME, DIN, ASTM, NCH, etc.

Nota: Las siguientes imágenes y tablas son extraídas de Normas Estándares Operacionales de Codelco, catálogos de Distintec (Empresa de elementos de Izaje y amarre de carga) y fotos propias.

Grilletes Elementos de izaje que se considera un accesorio auxiliar para eslingas, cadenas u estrobos con el fin de enganchar cargas. Están fabricados de acero forjado y consisten en un estribo de sujeción formado por un trozo de acero redondo doblado en U con orificios en sus extremos por los cuales se introduce un pasador, el cual tiene como finalidad sujetar los ojales de estrobos u eslingas o eslabones de acoplo de eslingas de cadena para el manejo de cargas. A continuación se muestra una imagen señalando las partes de un grillete:

Figura 65. Composición de un Grillete. (I) (I)

Imagen extraída de NEO 02-2005 accesorios para Cables de Acero, Eslingas y Estrobos.

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La tensión tolerable al grillete llamada comúnmente Carga Límite de Seguridad o Carga Límite de Trabajo (WLL) es la carga máxima a la cual se puede someter el grillete con el manejo de cargas. La carga límite de seguridad se puede calcular dividiendo la Carga de Ruptura (BLL) por un factor de seguridad el cual no es menor a 5, lo cual sirve como margen de reserva de resistencia a la ruptura o corte que se otorga al grillete. Es por esto mismo que se necesitan conocer las cargas máximas de trabajo de los grilletes para trabajar de forma segura y así evitar accidentes con caídas de planchas o materiales. Existen tablas las cuales indican los límites de carga de los distintos tipos de grilletes, los cuales no deben ser sobrepasados. Se debe hacer un correcto uso del grillete al momento de transportar carga, la mala práctica puede reducir considerablemente la capacidad de carga de éste. En la siguiente tabla se especifican cargas límites de trabajo a las cuales se pueden someter los grilletes de acuerdo a su tamaño, conociendo el factor de seguridad recomendado por el fabricante:

Tabla 6. Límites de seguridad de acuerdo a dimensiones del grillete con factor de seguridad 5. Extraído NEO 2: 2005 Codelco Norte.

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Figura 66. Dimensiones para determinar las cargas máximas de seguridad del grillete

Figura 67. Uso correcto del grillete

Existen varios tipos de grilletes, se mostrarán algunos a continuación:

De izquierda a derecha: Grillete tipo lira con perno y tuerca, Grillete lira inoxidable, Grillete recto con pasador roscado, Grillete largo inoxidable, Grillete recto con perno y tuerca.

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Eslingas Elemento de izaje intermediario entre el gancho del polipasto o puente grúa y un accesorio de izaje, que permite sostener la carga. Usadas frecuentemente por la ligereza del material y por lo prácticas que son para ser transportadas. Existen varios tipos de eslingas y también de acuerdo al material de composición (Nylon, Poliéster, Polipropileno, etc) poseen menos o más capacidad de carga. También depende de la cantidad de revestimientos que tengan, una eslinga con más revestimientos tiene mayor capacidad de carga de trabajo pero a la vez es más rígida y por lo tanto mayor es la dificultad para poder maniobrar, caso contrario de una eslinga de menor cantidad de revestimiento, es más fácil maniobrar con ella pero posee menor capacidad de carga. A continuación se muestran 2 tablas donde se muestran las cargas de trabajo de acuerdo al tipo de ramal utilizado (factor de seguridad 5), notar que la tabla con 3 capas tiene mayor capacidad de carga de trabajo que las eslingas de 1 capa. De acuerdo al ángulo del ramal y ancho de la eslinga se puede llegar a una mayor o menor capacidad de carga de trabajo:

Tabla 7. Cargas de trabajo eslingas planas 1 capa de acuerdo a norma ANSI/ASME B30.9-2006.

Tabla 8. Cargas de trabajo eslingas planas de 3 capas de acuerdo a norma ANSI/ASME B30.9-2006.

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Figura 68. Tipos de eslingas. Podemos distinguir eslingas planas con terminal metálico en cada extremo (I y II), eslingas planas ojo ojo ( III y IV) y eslinga plana circular o sin fin. También existen eslingas redonda o tubular.

En las tablas se puede apreciar que a medida que el ángulo del ramal disminuye, también disminuye la capacidad de carga. Al igual que los grilletes, se debe conocer la carga de trabajo que se necesita levantar, de acuerdo a esto se elige el tipo de eslinga para realizar un trabajo seguro y evitar accidentes. Exceder la carga límite de trabajo o un incorrecto uso de la eslinga conlleva a la rotura del material y puede traer serias consecuencias.

Figura 69. Especificaciones técnicas de una eslinga plana ojo ojo. Se puede apreciar el factor de seguridad ocupado y su carga límite de trabajo, también la capacidad de trabajo de acuerdo al tipo de ramal. Utilizando un ramal tipo canasta “U” fácilmente aumenta la capacidad al doble.

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Figura 70. Eslinga dañada por trabajar a una capacidad de carga mayor a la indicada

Figura 71. Eslinga con muestras de fatiga de material

Cadenas Para las cadenas, que son consideradas dentro del grupo de eslingas, también existe una tabla para las capacidades de carga de trabajo, las cuales pueden llegar a ser mayores que la de la eslingas de acuerdo al grado del ramal empleado, al tipo de ramal y al diámetro de la cadena. Las cadenas por lo general se unen al sistema de izaje mediante un eslabón mayor, el cual conecta con el gancho del sistema de izaje:

Figura 72. Cadena conectada al gancho del puente grúa mediante un eslabón mayor y un grillete

Figura 73. Eslabón maestro

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En la siguiente tabla se muestran las capacidades de carga de trabajo para cadenas con factor de seguridad 4. Las capacidades pueden variar entre distintas marcas y van disminuyendo a medida que disminuye el ángulo del ramal.

Tabla 9. Cargas de trabajo según diámetros y ramales para eslingas de cadena grado 8 (Tensión media a la carga de rotura mínima especificada 800 N/mm2)

Figura 74. Tipos de ramales utilizados para el izaje y transporte de cargas con eslingas de cadenas

Cadena Grado 8  Tensión media a la carga de rotura mínima especificada 88 N/mm2

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Estrobos o cables de acero

Elemento de izaje el cual está fabricado con alambres de acero, trenzados de forma ordenada de manera de efectuar un trabajo determinado. La función principal de los cables es transmitir movimiento y/o soportar carga, siendo sus principales operaciones el levante y arrastre de cargas, ya sean grúas, tecles, palas electromagnéticas, huinches, plumas, etc. Debido a la diversidad de los trabajos que son destinados los cables, como a las condiciones ambientales que están sometidos, existen cables con características mecánicas y físicas distintas en los materiales que lo conforman y construcciones específicas que se adecúen a los esfuerzos que se someterán. A continuación se muestra una imagen con los elementos que conforman el cable:

Figura 75. Elementos del cable

Figura 76. Imagen de un estrobo

Alambre de Acero: El alambre de acero es el componente básico de construcción de un estrobo. Los alambres son las hebras o hilos de acero que en conjunto torcidos en forma de espiral constituyen el cordón o torón. El número de cordones, tamaño, disposición de alambre, características del alma, tipo de enrollamiento va a depender del tipo de función que desempeñe el cable. Entre mayor sea el número de alambres y cordones para un mismo diámetro de cable será más flexible, pero a la vez será menos resistente a la compresión y abrasión.

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Cordones o Torones: Conjunto de alambres colocados en una o varias capas de enrollados o trenzados helicoidalmente alrededor de un alambre central o alma.

Alma o centro del cable: Constituye el núcleo central del cable alrededor del cual se trenzan los cordones y alambres que forman el cable. Existen almas de fibra, acero, fibra sintética, mixtas.

A continuación se muestra una tabla con las capacidades de carga válida para estrobos con almas de fibra y almas de acero (Para alma de acero se debe multiplicar por 1,2) con factor de seguridad 4 de acuerdo al ángulo que se emplea. Al disminuir el ángulo del ramal la capacidad de carga disminuye:

Tabla 10. Cargas de trabajo para estrobos de acuerdo a norma ANSI / ASME B30.9-2006

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Mordaza o Garra Accesorio de izaje que se utiliza para izar, girar, mover o trasladar verticalmente u horizontalmente planchas según se necesite. El ojo con bisagra permite usar la mordaza desde cualquier dirección. Existen mordazas para distintas capacidades de carga, son muy usadas en la industria naval para el movimiento de planchas. Por lo general se utiliza para levantamientos desde un punto único. Es importante que la mordaza se encuentre limpia para su utilización. La suciedad tiene una influencia perjudicial sobre el funcionamiento y por tanto también sobre la seguridad de la mordaza, la limpieza efectuada con regularidad prolonga la vida útil y la seguridad de sus garras de elevación.

Figura 77. Fotografía de una mordaza con sus partes; gatillo de seguridad (A), mordaza (B), pivote (C), Anilla de elevación con bisagra (D), eje de mordaza (G), cuerpo (N).

Figura 78. Agarre de una plancha mediante una mordaza en conjunto de una eslinga plana

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En la siguiente imagen se muestran las distintas maneras de tomar una plancha mediante una mordaza. Como se puede apreciar, no se debe tomar una plancha entre medio de una pila de planchas. Tampoco se debe sostener la plancha de los extremos de ésta, ya que se produce un desequilibrio al momento de izarla y puede provocar una caída del material y un posible accidente.

Figura 79. Forma correcta e incorrecta de tomar la plancha mediante mordaza.

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Elementos de protección personal ocupados para el procesamiento de Planchas y Perfiles Los accidentes laborales se deben en parte al uso incorrecto de los elementos de protección personal por parte del trabajador. Para evitar accidentes, el trabajador debe ocupar sus elementos de seguridad en todo momento que esté efectuando labores, ya sean menor o mayor dificultad y también seguir un procedimiento de trabajo seguro. A continuación se darán a conocer los elementos de seguridad ocupados en calderería:

Protección cabeza: Se usa un casco de seguridad que por lo general puede ser de plástico o de aluminio, el cual protege al trabajador de peligros y golpes mecánicos. Se puede utilizar en conjunto con un barboquejo, cinta que pasa por debajo de la barbilla, afirmando para evitar la caída del casco en trabajos de altura o en zonas con mucho viento.

Casco de seguridad.

Barboquejo.

Protección Auditiva: Se usan protectores auditivos, el cual puede ser de distintos tipos de acuerdo a la comodidad del trabajador. Existen protectores el cual puede ir sujeto al casco o no de acuerdo al caso., también están los protectores desechables que por lo general su duración es de 1 jornada de trabajo. Hay varios tipos de protectores para diferentes niveles de ruido.

Protección auditiva adherida al casco.

Protección auditiva desechable.

Protección auditiva con cintillo tras nuca.

Nota: Imágenes de elementos de seguridad extraídas de Maxservice y Garmendia.

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Protección Ocular y Facial: La protección ocular va a depender del trabajo que el trabajador desempeñe. Primero que todo, existe la protección básica que son antiparras de seguridad, las cuales brindan protección mecánica frente a impactos de partículas. Están la antiparras de seguridad oscura la cual nos protege de los riesgos ocasionados por los rayos ultra violeta (UV). Para trabajos de oxicorte existen gafas especiales conocidas como gafas de oxiginista, éstas gafas poseen un vidrio más oscuro que una gafa de seguridad oscura, la cual brinda mayor seguridad al trabajador al momento de efectuar corte mediante oxicorte o plasma. Para trabajos de esmerilado existen máscaras de esmerilador, las cuales se colocan encima de las antiparras de seguridad para obtener protección adicional, la máscara protege por completo el rostro del trabajador evitando algún posible contacto con chispas.

Antiparras de seguridad.

Antiparra oscura de seguridad.

Antiparra oxiginista.

Máscara Esmerilador.

Protección de manos: Al igual que las demás protecciones, la protección de manos es importante para la manipulación de herramientas o movimiento de planchas. Están los clásicos guantes de cabritilla los cuales sirven para efectuar varios tipos de labores, existen los guantes de calderero que son similares a los guantes de cabritilla con la diferencia que son más largo, por lo general se ocupan para esmerilar y cortar con discos de corte. También existen guantes de trabajo liviano, los cuales son más flexibles que los 2 anteriores, el cual permite mayor movilidad pero a la vez entregan menor grado de protección, por lo general se ocupan para el traslado de trozos de planchas.

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Guantes de Cabritilla.

Guantes de Calderero.

Guantes de trabajo liviano.

Protección Respiratoria: Para evitar aspiración de partículas metálicas u partículas de pintura, de acuerdo al tipo de trabajo, se ocupan una serie de filtros. Para empezar, se ocupa una máscara de protección la cual se le acoplan a los lados los filtros, por lo general se ocupan de a pares. Existen filtros para partículas metálicas los cuales se usan para el corte o esmerilado de piezas y filtros para vapores orgánicos, los cuales se ocupan para trabajos de pintura. Adicionalmente se pueden agregar a unos prefiltros con el fin de alargar la vida útil del filtro. Para partículas metálicas existen protecciones respiratorias desechables, las cuales tienen un peso menor y brinda mayor comodidad al momento de efectuar algún tipo de labor,

Máscara respiratoria.

Pre Filtros.

Filtros partículas metálicas.

Mascarilla desechable partículas metálicas y humos.

Filtros vapores orgánicos.

Mascarilla protección Full Face.

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Protección Corporal: El trabajador debe vestir la ropa adecuada para efectuar trabajos como corte de piezas, esmerilado, biselados, etc. El overol de mezclilla es ideal para éste tipo de trabajos ya que por su composición de algodón al caerle una chispa no arderá. Para trabajos de granallado se ocupa un traje especial hecho de cuero que protege al usuario del impacto de las partículas abrasivas que rebotan, el cual se compone del traje, casco de seguridad y el sistema de inyección de aire.

Pantalón seguridad de mezclilla

Overol Género

Chaqueta seguridad de mezclilla

Traje de cuero granallado o arenado.

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Conclusiones Del presente proyecto se pueden obtener las siguientes conclusiones:



Es de suma importancia que exista una secuencia lógica al momento de procesar una plancha o perfil, para así obtener un producto terminado y acabado, listo para ser instalado en el buque. Conocer cada uno de los pasos y su propósito se vuelve indispensable para entender la línea procesamiento de aceros.



Es ideal que el ingeniero se encuentre en pleno conocimiento de los procesos explicados, al igual que de las máquinas utilizadas y elementos de izaje y seguridad, para poder abordar y encontrar la mejor solución a los problemas que se presentan en terreno y resolverlos en el menor tiempo posible.



La importancia de los elementos de izaje y seguridad, el correcto uso de ellos por parte de los trabajadores de acuerdo a los procedimientos que se deben seguir pueden evitar una serie de accidentes laborales y enfermedades profesionales que surgen con el tiempo producto de una mala práctica. Hacer entender a los trabajadores y crear conciencia en ellos se vuelve una tarea que es responsabilidad de los ingenieros prevencionistas de riesgo, pero por sobre todo, del ingeniero a cargo de su sección o respectivo departamento.

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Bibliografía 

http://www.planetseed.com/es/posted_faq/49829



Distintec : www.distintec.cl



http://www.tenso.es/productos/cadenas/cadenas.asp



Lloyd Register of Shipping: Lloyd’s Register, Rules and Regulations for the Classification of Ships July 2006.



Germanischer Lloyd, Reglamentos para la Clasificación y construcción de Buques de Acero.



Norma Estándar Operacional Neo 1: 2005 “Manejo de Cargas con cables de acero, eslingas/estrobos “.



Norma Estándar Operacional Neo 2: 2005 “Accesorios para cables de acero, eslingas/estrobos “.



Hempel Libro de mano del inspector.



Manual de operación Máquina Plasma Messer, Modelo HigFocus



Messer Cutting Systems: www.messer-cs.com

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Anexos 

Anexo 1 – Medidas de conductividad en aguas solubles.



Anexo 2 – Conductividad Máxima aceptada por IMO para estanques de lastre.



Anexo 3 – Test de Bresle en Planchas.



Anexo 4 – Test de Bresle en Abrasivos.



Anexo 5 – Cálculo de pintura Shopprimer en una Plancha entera y Data Sheet.

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Anexo 5 - Cálculo de pintura Shopprimer para una plancha entera

Un factor importante antes de aplicar cualquier tipo de pintura sobre alguna plancha, pieza o parte específica del buque es el costo de ésta. Si bien el consumo de pintura que se necesitará depende de una serie de factores, existen fórmulas empíricas (Extraídas para el cálculo del Libro de mano de Pinturas Jotun) que junto a las especificaciones técnicas de la pintura a aplicar podemos llegar a una estimación bastante certera de cuánta es la cantidad de pintura necesaria. Para éste caso se realizará un cálculo de consumo de pintura Shopprimer sobre una plancha entera y así poder determinar cuánto es la cantidad de pintura a considerar:

El tipo de Shopprimer para el cálculo es un Shopprimer de Hempel ZS 15890, del cual tomaremos los siguientes valores:

Sólidos por volumen % 25% Espesor película seca de pintura 20 Micras

Se considerará el valor 20 Micras ya que el valor aceptable según Hempel es entre 15-25 Micras. Con éstos parámetros estamos en condiciones de calcular el espesor húmedo de pintura, el cual se define como:

Podemos ver que existe una gran diferencia entre el espesor seco y el espesor húmedo, esto es producto del porcentaje de sólidos por volumen, ya que al poseer un valor bajo significa que sólo contiene 25% de sólidos en la pintura, el resto de los componentes se evaporan al momento de llegar al espesor seco.

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Aparte de obtener el espesor húmedo podemos calcular el rendimiento teórico, el cual no sirve directamente para calcular la cantidad de pintura necesaria para pintar una zona de superficie conocida, sería de aplicación práctica solamente en el caso de que toda pintura usada se hubiera invertido en aplicar el espesor exacto previsto a la superficie, lo que no se da en la práctica. El rendimiento teórico se define de la siguiente forma:

Como se mencionó anteriormente éste valor es un valor que no es válido para efectos prácticos, sólo se puede tomar como referencia.

Ahora bien, para obtener un valor de consumo de pintura más acertado debemos tener en consideración una serie de factores. En el caso de una plancha granallada la superficie a pintar es mayor a la misma plancha lisa.

En la siguiente tabla, extraída del catálogo de documentación Técnica de Hempel Chile, podemos ver rugosidades para distintas superficies y su aumento de superficie en porcentaje.

Rugosidad media en micras 5 10 15 20 25

Aumento de superficie en % 6 10 14 18 22

Volumen Muerto en Lts/100 m2 0,2 0,7 1,2 1,7 2,2

Para planchas de acero granalladas a nivel industrial, podemos considerar un valor para rugosidad media arriba de 50 micras, usaremos 70 para obtener el aumento de superficie que para éste caso es el valor que necesitamos, ya que volumen muerto se usaría en el caso cuando el tipo de pintura que se aplica sólo nivela la plancha granallada, y como se explicó anteriormente, la función del Shopprimer es copiar el contorno de la superficie.

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Haciendo una pequeña proporción podemos determinar el porcentaje de aumento de superficie para una rugosidad de 70 micras:

Cálculo de superficie a pintar en una plancha granallada

2500

Tenemos la siguiente plancha:

12000

Una vez calculada la superficie a pintar podemos calcular el consumo de pintura teórico, se puede obtener con la siguiente fórmula:

Éste consumo como bien dice es teórico, ya que aún no se ha aplicado ningún porcentaje de pérdida de pintura, para obtener el valor de consumo real debemos aplicar un factor de pérdida: Página 55

Factor de pérdida 30 % Pérdida 20 % Pérdida 10 % Pérdida

0,7 0,8 0,9

10 % de pérdida se puede usar en espacios cerrados, 20% de pérdida cuando se está pintando a la intemperie, 30% de pérdida se puede utilizar a la intemperie con viento alto. Se usará para efectos de cálculo sólo un 20% de pérdida, así obtendremos el siguiente consumo de pintura con pérdida:

Éste es el consumo aproximado de pintura Shopprimer ZS 15890 que se necesita para pintar 1 plancha con las dimensiones dadas anteriormente. El Shopprimer ZS 15890 viene en una presentación de 15 Lts y tiene un valor aproximado de $ 6.000 + Iva (Valor obtenido de distribuidor Hempel Chile) en otras palabras, un valor de $7140 Pesos.

Conociendo el precio de la pintura, podemos hacer un cálculo preliminar de planchas enteras pintadas por día para saber cuántos tarros de pintura se necesitan. Tomaremos 4 planchas para pintar en un día respetando los tiempos de secado.

Por lo tanto, estimamos que para pintar 4 planchas granalladas de dimensiones 12000 mm x 2500 mm se necesita un poco más de 2.5 Tarros de Shopprimer, lo que podemos redondear a 3 tarros y eso se transformaría en precio a $ 21.420 pesos IVA incluido.

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El método certificado para medir la rugosidad requerida en la plancha utilizado por inspectores corresponde al comparador Rugotest Nº3, el cual está normado por la norma ISO-2632 “Comparación de muestras de rugosidad”. En la figura F podemos ver una fotografía de comparador Rugotest, el cual se compone por 2 columnas, la columna “B” (ubicada al lado derecho del comparador) es la que se usa para comparar rugosidades de planchas (Fig. G)

Figura F. Rugotest Nº3

Figura G. Rugotest Nº3

En la columna B, Nº10, entre las filas “a” y “b” encontramos la rugosidad requerida para la plancha, los valores están entre 45 – 85 micras. Es lo que podemos apreciar en la Figura H.

Figura H. Columna “b” del Rugotest.

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Existe un instrumento digital para medir rugosidad que lo podemos apreciar en la Figura J, Elcometer 223 Digital Profile Surface Gauge. Éste instrumento no está bajo ninguna norma, por lo que es preferible usar el Rugotest Nº3.

Figura J. Medidor Digital Elcometer 223

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