Corte térmico de metales

Captación de polvo y humos en aplicaciones de corte por láser y plasma

Creado viernes, 2 de junio de 2023

El corte por láser, el corte por plasma y el oxicorte son distintos procesos de mecanizado utilizados en las industrias metalúrgica y metalúrgica, que utilizan energía en diversas formas para cortar prácticamente cualquier forma a partir de materiales ferrosos y no ferrosos de chapas o grandes planchas. Durante los procesos, los materiales se calientan, se funden y provocan emisiones nocivas. Si no se controlan adecuadamente, el polvo y los humos suspendidos en el aire suponen un riesgo para la salud de los operarios y dañan la maquinaria.

Procesos y materiales tratados

  • Corte por láser: Utiliza un rayo láser de alta potencia para el corte térmico de diversos metales de distintos grosores y formas, como chapas o tubos, de modo que puedan cortarse con precisión dejando un borde con un acabado superficial de alta calidad. En los últimos años, la tecnología de corte por láser ha avanzado hasta permitir el corte de metales más gruesos, como el acero estructural, y no sólo acero dulce y acero inoxidable, sino también metales no ferrosos, como cobre, latón, aluminio y materiales orgánicos. 
  • Corte por plasma: Utiliza plasma generado eléctricamente y se emplea principalmente para el corte de metales más gruesos de diversas formas, como acero dulce o inoxidable, aluminio y cobre.
  • Oxicorte: El oxicorte utiliza gases como el acetileno o el propano como fuente de energía y suele emplearse para cortar metales ferrosos muy gruesos.

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Riesgo para la salud de los operarios

Se ha asociado una amplia gama de riesgos para la salud con el polvo y los humos de los procesos de corte térmico. La naturaleza y gravedad del peligro variará según el tipo de material y el método de corte.

Para entender por qué es tan importante un alto nivel de eficacia de la filtración, es necesario revisar algunos de los riesgos para la salud asociados a las emisiones del corte térmico. Tanto si se trabaja con acero dulce, acero inoxidable, aluminio, galvanizado u otro material, la composición química es un buen punto de partida para identificar los riesgos para la salud. La mayoría de las autoridades locales de salud y seguridad han establecido límites de exposición permisibles (PEL) basados en la media ponderada en el tiempo (TWA) de 8 horas para cientos de polvos.

  • El cromo hexavalente o cromo hex es una sustancia cancerígena que resulta del corte de acero inoxidable y otros metales que contienen cromo. La sobreexposición al cromo hexavalente puede provocar a corto plazo síntomas en las vías respiratorias superiores e irritaciones oculares o cutáneas. A largo plazo, el mayor peligro para la salud asociado a la exposición al cromo hexagonal es el cáncer de pulmón.  Un PEL común para el cromo hexagonal es extremadamente estricto, de 5,0 μg/m³. Al cortar acero inoxidable, se requiere filtración HEPA para mantenerse por debajo de este umbral límite.
  • El óxido de zinc es un contaminante generado por el trabajo en caliente del acero galvanizado. La exposición puede provocar una afección conocida como "fiebre de los humos metálicos", una enfermedad de corta duración en la que aparecen síntomas graves similares a los de la gripe tras una pausa en el trabajo, como después de un fin de semana o durante las vacaciones. Debido a la reacción retardada, a menudo se confunde con la gripe común y muchos casos no se diagnostican.
  • El manganeso, presente en algunas aleaciones de acero, puede hacer que los trabajadores se sientan agotados, apáticos, débiles o con dolor de cabeza. La sobreexposición crónica a humos que contienen manganeso provoca una afección conocida como "manganismo", que se caracteriza por problemas de salud neurológicos y neuroconductuales. En la actualidad, los vertidos de manganeso están regulados específicamente en la mayoría de los países por las autoridades nacionales de salud y seguridad.
  • El NOx se genera en todos los procesos de alta temperatura, mediante la oxidación del nitrógeno del aire. Existen pruebas fehacientes de que la exposición respiratoria a los NOx puede desencadenar y exacerbar los síntomas de asma existentes, e incluso puede provocar el desarrollo de asma durante periodos de tiempo más prolongados.

Riesgos de incendio y explosión

  • La prevención de incendios es un gran problema con los láseres debido a la naturaleza de la materia prima y al uso de aceite potencialmente inflamable para proteger este material contra la corrosión. Además, los metales no oxidados y sus humos pueden ser combustibles y potencialmente explosivos. Las medidas de prevención para un captador de polvo y humos deben incluir, como mínimo, la detección de incendios con un enclavamiento que apague el ventilador, un sistema de rociadores para extinguir un incendio, un apagachispas en los conductos que van al captador y medias filtrantes ignífugas.
  • Polvos explosivos: Muchos tipos de metales que usted está cortando, pueden en algunas situaciones llevar a un peligro de polvo combustible. La única forma de saberlo con certeza es comprobar la explosividad del polvo y documentar un análisis de riesgo de polvo. Si se determina que su polvo presenta un riesgo de explosión, existen requisitos muy específicos y limitantes para su sistema de captación de polvo y humos.  El tipo de captador de polvo, la protección contra explosiones y el aislamiento de los conductos necesarios para cada aplicación variarán en función de los parámetros del polvo y de las condiciones de instalación.

Soluciones de captación de polvo y humos para aplicaciones de corte térmico

Gold series x-flo
Sistema de captación de polvo de diseño modular para aplicaciones de láser y plasma con mayores volúmenes de aire.
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Quantum series

Captador de polvo seco compacto para aplicaciones láser con volúmenes de aire de pequeños a medianos.

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Recuperación de energía y ahorro de costes

Los captadores de polvo consumen energía durante todo el tiempo que están en funcionamiento. La mayor parte de la carga eléctrica se destina al motor del ventilador que mueve el aire por el sistema. También se utiliza mucha energía para calentar o enfriar el aire fresco que sustituye al aire de proceso extraído.

La buena noticia es que hay formas de reducir estos costes, utilizando menos electricidad, menos aire comprimido y menos cartuchos.

Motor ventilador

El motor del ventilador es el componente del sistema de captación de polvo que más electricidad consume. Este consumo es directamente proporcional al volumen de aire que el motor mueve a través del sistema. Los captadores de polvo son sistemas variables. Su resistencia al flujo de aire (pérdida de carga) cambia con el tiempo, en función del polvo cargado en los cartuchos filtrantes. Así pues, la eficacia del ventilador es un factor importante y, seleccionando un ventilador de alta eficacia y utilizando un variador de velocidad, se puede reducir el consumo energético.

Aire comprimido

Producir aire comprimido es extremadamente caro, por lo que la limpieza a impulsos siempre ha sido uno de los mayores costes operativos asociados a la captación de polvo. Los captadores de polvo más avanzados de hoy en día pueden reducir el consumo de aire comprimido hasta en un 50% en comparación con los diseños de sistemas menos avanzados. Utilizan menos aire comprimido porque pueden limpiar por pulsos con mucha menos frecuencia. Si se diseña correctamente, el sistema de limpieza eliminará el material acumulado en los cartuchos filtrantes, reducirá la pérdida de carga a través de ellos, reducirá el consumo energético del ventilador y, a su vez, reducirá los costes energéticos asociados.

Calefacción

La energía para calentar o enfriar el aire de captación puede ser una parte importante del consumo energético total que a menudo se pasa por alto. Para reducirlo, existen dos vías: la recirculación o la recuperación de calor. Ambas requieren que el aire esté muy limpio. En el caso de la recirculación, es fundamental eliminar las sustancias nocivas que se recirculan al lugar de trabajo. Esto se consigue utilizando una segunda etapa de filtrado con filtros de grado HEPA.

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