Calderas, seguridad y economía de consumo

Caldera

No es la primera vez que nos referimos a que los cambios tecnológicos en la evolución industrial se traducen en la transformación cualicuantitativa de los riesgos derivados (seguridad), en la optimización del recurso energético (economía del consumo) y en mejores prestaciones (calidad de servicio). En calderas, las empresas líderes han avanzado decisivamente en este terreno. Veamos cuáles son los factores para tomar en cuenta cuando se pretende mejorar la seguridad y el rendimiento de los equipos.

El empleo de fluidos a presión es un hecho cada vez más frecuente en numerosas actividades humanas y en muchos procesos industriales. La caldera es un caso típico. En ella se transforma una fuente de energía en utilizable en forma de calorías, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor. La liberación de esta energía en forma violenta, a través de una explosión constituye el mayor riesgo de estos equipos, puesto que los efectos de la onda expansiva pueden afectar gravemente a las personas y/o bienes.
Existen ciertas medidas de seguridad que están encaminadas a eliminar las posibles causas de accidentes, pero antes de detallar algunas de ellas, es importante observar que estas causas se dividen en tres grandes grupos:

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN INADECUADOS 69%
MANTENIMIENTO E INSPECCION INADECUADOS 16%
OPERACION Y MANIPULACION INCORRECTAS 15%

Tomando como básica una elección correcta del equipo, en las otras dos causas de accidentes, que representan aproximadamente un 30% del total de los mismos, tiene una importancia fundamental la actuación del usuario de la caldera y el mantenimiento e inspección adecuados. Describimos seguidamente los elementos de seguridad y control que deberían tener los equipos (calderas y termotanques) y enumeraremos luego los puntos genéricos que incluye un mantenimiento anual recomendable.

Elementos de seguridad y control

Programador de encendido: Son los encargados de dar la secuencia de arranque del quemador, trabajando en forma conjunta con los componentes de seguridad.
Control de llama: Su función es la de verificar la existencia o no de llama, según en que momento se considere (prebarrido, encendido, stand by, etcétera). Este equipo trabaja en conjunto con el programador de encendido, generalmente se encuentra alojado dentro del mismo programador.
Detectores de llama: Son los sensores de la llama. Frente a la presencia de fuego, producen la variación de un parámetro (generalmente tensión o resistencia), la cual es detectada por el control de llama. Según su funcionamiento pueden ser: por ionización, fotocélula, infrarrojo o ultravioleta.
Válvulas de control automático para gas (VAC): Son comandadas por el programador, recibiendo de él la señal eléctrica para abrir o cerrar. Permiten el paso del gas hacia el quemador o lo anulan.
Sensores y microcontactos: Estos sensores se colocan generalmente en las partes móviles para controlar que la posición de las mismas sea la correcta (ejemplos: microcontacto de válvula automática de cierre; contactos de registro de aire; sensores de presencia de aire de combustión).
Presostatos: Cuentan con un contacto inversor que cambia de estado cuando la presión crece o desciende más allá de la preestablecida. Esta presión preestablecida puede ser regulable o fija, de acuerdo al tipo de aparato.
Actuadores: Son mecanismos que modifican la posición de los registros (de aire, de gas, etcétera) en forma automática. Según su funcionamiento pueden ser electroimanes, servomotores, hidráulicos, neumáticos, etcétera.
Alarmas: Existen sistemas que frente a alguna anomalía actúan dando señal de alarma (acústica y/o visual) y generalmente trabajan con el programador, bloqueándolo (el botón de reset permite el desbloqueo manual). La señal de alarma puede ser enviada a distancia, colocando una campanilla o una luz (generalmente las alarmas trabajan a 220 V).

Mantenimiento anual de un equipo

El riesgo de explosión de un generador de vapor debe ser eliminado a través de un buen diseño, construcción correcta, órganos de regulación y control adecuados, así como un mantenimiento preventivo. Este mantenimiento nos garantizará la seguridad en el equipo por medio del control de una serie de parámetros que detectarán las desviaciones peligrosas en las condiciones óptimas de mantenimiento. La forma más eficaz de controlar si el mantenimiento que se efectúa sobre una caldera es el adecuado, o no, es someter el equipo a una revisión periódica.
Correctas acciones de mantenimiento se traducen también la optimización del rendimiento de los equipos. Por lo tanto, es recomendable (y obligatorio según la ordenanza municipal 33.677/81, decreto 887/79, art. 2) realizar un mantenimiento anual que comprende los siguientes puntos genéricos:

I. Inspección:
* Estado exterior general.
* Tablero eléctrico (sobre este tema nos explayamos más adelante).
* Bombas de agua.
* Alimentación de gas.
* Nivel de agua y alarma.
* Manómetro, termostato, presostato, control de carga de agua.
II. Hogar:
* Estado de la aislación.
* Estado del interior.
* Deflectores internos y chapas del fondo.
* Tubos. Soldaduras y/o mandrilado. Baqueteado de los mismos (1).
* Filtraciones y pérdidas.
(1) Se han llegado a observar caldera con depósitos de carbón de 1 y 2 centímetros de espesor lo que reduce enormemente el rendimiento de las mismas.
III. Válvulas de seguridad: 1) a resorte / apertura; 2) a contrapeso; 3) otras.
Las calderas de alta presión como mínimo deben poseer una válvula a resorte y una a contrapeso. Estas válvulas no se deben trabar por ningún motivo. En calderas de baja presión, se reduce a una sola válvula.
IV. Manómetros: Calibrado externo satisfactorio.
V. Presostatos: Corte de baja. Corte de alta.
VI. Presiones de prueba:
* Presión de prueba autorizada.
* Presión de trabajo autorizada.
VII. Medición de espesores: Este estudio hace a la vida útil de los equipos. Lo esperable sería que el informe refleje espesores homogéneos con diferencias inferiores al 10%.
Se recomienda llevar un control escrito mediante “libro diario” de todas las novedades ocurridas en los equipos, el que formará parte del historial de la instalación termomecánica y en donde se anotarán todas las reparaciones y/o sugerencias que se produzcan.

Tablero eléctrico: factores que se deben tomar en cuenta
El perfecto mantenimiento del tablero eléctrico es esencial desde el punto de vista de la seguridad. Los factores que se deben tomar en cuenta son los siguientes:
a. Características constructivas:
Base de metal o plástico autoextinguible
Tapa con cierre, sin instrumentos en la misma, con llave de corte empotrada.
b. Interior: No debe haber cables sueltos, ni cables con aislación deteriorada. Debe estar a la vista el cable desnudo (tierra). Además: colores de seguridad, disyuntor por sector, llaves térmicas, fusibles.
c. Carcaza y alrededores: No debe haber cañerías de agua muy cercanas. Debe existir un cartel de señalización de acuerdo a normas, pintado con colores de seguridad; matafuegos cercanos y también una alformbra de goma aislante para trabajos de reparación y/o operación con tensión. Características técnicas: buena puesta a tierra; fases balanceadas.
d. Capacitación del personal: El personal debe estar capacitado para realizar las operaciones mínimas de los tableros electrónicos y las mismas deben estar regladas por escrito. Debe conocer la rutina de corte de corriente por sectores y en especial saber actuar en casos de incendio o emergencia.

Tratamiento de aguas
Ya que hablamos no sólo de seguridad sino también de optimización del rendimiento de los equipos, cabe recomendar en este sentido el control y tratamiento del agua para la caldera, con el objetivo de evitar incrustaciones.
Existen distintos métodos. Citaremos algunos de ellos: tratamientos químicos integrales para agua de calderas; acondicionadores electrolitos (protección catódica) para reducción del sarro; equipos ablandadores de agua por intercambio irónico; tratamiento con unidades magnéticas (descalcificantes, desincrustantes, anticorrosivos, estabilizadores del pH).
Si no se realiza ninguno de estos tratamientos, es recomendable efectuar, por lo menos, purgas periódicas (cada siete días).
Es necesario que en el tratamiento del agua de alimentación se tenga presente la eliminación del oxígeno y del dióxido de carbono, además del azufre, que es el causante principal de la aparición de las corrosiones en el lado de los humos de la caldera.

Nota: En otra oportunidad nos referiremos a las ordenanzas municipales vigentes y también a la modernización de calderas antiguas, que son consultas que nos formulan con frecuencia.

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