tmi 102 vol iii feb 2010
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CURSO
DE
EXPERTO EN
MANTENIMIENTO
INDUSTRIAL
VOL. III
Curso TMI 102 “Experto en Mantenimiento Industrial”. 2ª edición Febrero 2010
Editor TMI, S.L. Plaza Obispo Irurita, 3 entreplanta
31011 Pamplona (España) Depósito Legal: NA – 264/2002
R.P.I.: NA – 2869
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I N D I C E
3. ASPECTOS HUMANOS DEL MTO. CONTRATOS DEL MTO.
SEGURIDAD EN EL TRABAJO. MTO. ENERGÉTICO Y AMBIENTAL
Página 3.1 Mano de Obra de Mto. Categorías. Especialidades
Estructura de la formación. Promociones del Personal. ........ 5
3.1.1 Introducción ................................................... 5 3.1.2 Categorías ..................................................... 5 3.2 Polivalencia y Movilidad. Productividad de la mano de obra
de Mto. y su mejora. Motivación. .......................................... 9 3.2.1 Polivalencia y movilidad de los trabajos de mantenimiento ........................................................ 9 3.2.2 Ratios y Relaciones de plantilla de personal . 11 3.3 Formación del Personal de Mto. ............................................ 14 3.3.1 Estructura de la formación en Mantenimiento 14 3.3.2 Formación de la mano de obra directa de Mto. 15 3.4 La promoción y los ascensos del personal de mantenimiento 24 3.4.1 Promoción del personal de Mto. .................... 24 3.5 Productividad de la mano de obra de Mto. su optimización .. 31 3.6 El Mto. Contratado ................................................................. 34 3.6.1 El mantenimiento contratado y por administración Su relación con la plantilla fija. Optimización del Proceso ......................................................... 34 3.6.2 Justificación del Mto. contratado y tendencias 42 3.6.2.1 Organización del Mto. contratado ............... 42
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Página
3.6.2.2 Contrato de Mto. en Partnership ................. 45 3.7 Relaciones Humanas en Mto. Técnicas de negociación del
mando de Mto. ...................................................................... 47 3.7.1 Relaciones Humanas en Mto. Técnicas de Negociaciación .............................................. 47 3.7.1.1 El mando de Mto. y la autoridad ................. 48 3.7.1.2 La delegación del jefe de mantenimiento .... 52 3.7.1.3 El ingeniero de Mto. como Técnico Negocia-
dor............................................................... 54 3.8 Seguridad en los Trabajos de Mto. Puesta en conformidad de
equipos de trabajo según el R.D. 1215/1997. Técnicas de se- guridad para trabajos delicados en Mto. ............................... 69 3.8.1 Introducción ................................................................. 69 3.8.2 Control de la Seguridad del servicio de Mto. ................ 69 3.8.3 Análisis de los Accidentes del Servicio de Mto. ............ 71 3.8.4 Mejora de la Seguridad del Servicio de Mto.................. 74 3.8.5 Señalización de Seguridad .......................................... 77 3.8.6 Protección de máquinas y su mantenimiento ............... 84 3.8.6.1 Principios de Protección ............................. 84 3.8.6.2 Medidas de Protección de las máquinas .... 86 3.8.6.3 Selección de los medios de Protección ...... 86 3.8.7 Peligros derivados del funcionamiento de las máquinas en revisiones y reparaciones ...................................... 88 3.8.7.1 Peligros en general .................................... 88 3.8.7.2 Riesgos mecánicos .................................... 89 3.8.7.3 Riesgos no mecánicos ............................... 90 3.8.8 Medidas de seguridad a utilizar en máquinas .............. 91 3.8.9 Condiciones de seguridad en reparaciones de máquinas e instalaciones ........................................... 95 3.8.10 Ley 31/1995 de 8 de Noviembre, de Prevención de riesgos laborales ........................................................ 104 3.8.11 Seguridad en los trabajos de Mto de alta y baja tensión 105 3.8.12 Resumen práctico de Seguridad en Trabajos de Mto. 108 3.8.13 Estadísticas de seguridad por sectores empresariales 111 3.8.14 Responsabilidades legales del ingeniero de Mto. ...... 112
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Página 3.8.15 Puesta en conformidad de equipos de trabajo según RD 1218 de 18 de Julio de 1997. Anexo I. ................. 119
3.9 Mantenimiento Energético Ambiental .................................... 154
3.9.1 Introducción al mantenimiento energético .................... 154 3.9.2 El Diagrama de Sankey. Ejemplos prácticos ............... 155 3.9.3 Diagrama del Proceso Energético en la empresa ........ 163 3.9.4 Unidades y equivalencias ............................................ 166 3.9.5 Distribución de los consumos energéticos ................... 167 3.9.6 Consumos específicos y costes ................................... 172 3.9.7 Posibilidades de ahorro energético en la empresa. Inver- siones necesarias ....................................................... 174 3.9.8 Balance de calor de una instalación ............................. 177 3.9.9 El comité de ahorro energético en la empresa ............. 197 3.9.10 La avería energética y su codificación ....................... 198 3.9.11 Control y evaluación del ahorro energético en el Comité de energía ...................................................... 204 3.9.12 Mantenimiento energético .......................................... 208 3.9.13 Mto. energético eléctrico ............................................ 208 3.9.14 Mto. energético Térmico – Combustión – Transmisión 250 3.9.15 Mantenimiento energético de purgadores .................. 273 3.9.16 Mto. Preventivo de intecambiadores de vapor ........... 277 3.9.17 Mto. energético de compresores de aire y de su dis- tribución ...................................................................... 279 3.9.18 Mto. energético de edificios ....................................... 285 3.9.19 Mto. preventivo energético de diversos módulos ...... 298 3.9.20 Control permanente del consumo energético de una planta .......................................................................... 305 3.9.21 Ratio de Mto. energético global en la empresa .......... 312
3.10 Mto. Ambiental .................................................................... 313
3.10.1 Introducción al mantenimiento ambiental ................... 313 3.10.2 Contaminación atmosférica ........................................ 316 3.10.3 Prevención y corrección de la contaminación atmos- férica ........................................................................... 325 3.10.4 Polución de los vertidos industriales .......................... 343 3.10.5 Legislación apropiada ................................................ 346 3.10.6 Clasificación de los cauces de agua .......................... 348 3.10.7 Saneamiento de aguas industriales ........................... 350 3.10.8 Defensa de aguas costeras ....................................... 351 3.10.9 Depuración de las aguas residuales .......................... 352 3.10.10 Procesos unitarios de depuración de agua .............. 355 3.10.11 Procesos de eliminación de fangos .......................... 357
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Página
3.10.12 Los residuos peligrosos ........................................... 358 3.10.13 Ruidos ...................................................................... 367 3.10.14 Técnicas y criterios de control y eliminación del ruido 371 3.10.15 Acciones sobre la fuente sonora .............................. 372 3.10.16 Acciones sobre la propagación ................................ 374 3.10.17 Acciones sobre los receptores ................................. 381 3.10.18 Práctica de la insonorización ................................... 383 3.10.19 Valores medios sobre ruidos de maquinaria ............ 388 3.10.20 Indicadores para reducir el ruido en las instalaciones 390 3.10.21 Evitación de ruidos en equipos hidráulicos .............. 391 3.10.22 Perturbaciones electromagnéticas. Compatibilidad electromagnética ..................................................... 393 3.10.23 Contaminación del suelo .......................................... 411 3.10.24 Práctica del Mto. Ambiental ..................................... 416 3.10.25 La avería ambiental – Codificación y corrección ...... 419 3.10.26 Circuito de la información de los problemas ambientales 422 3.10.27 Ratio del Mantenimiento ambiental en la empresa .. 424 3.10.28 Objetivo final ............................................................ 424 3.10.29 Aprovechamiento integral de una máquina o instala- ción ........................................................................ 424
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TERCER MODULO
ASPECTOS HUMANOS DEL MTO. CONTRATOS DEL MTO.
SEGURIDAD EN EL TRABAJO. MTO. ENERGÉTICO Y AMBIENTAL
3.1 MANO DE OBRA DE MTO. CATEGORÍAS. ESPECIALIDADES. ESTRUCTURA DE LA FORMACIÓN. PROMOCIONES DEL PERSONAL. 3.1.1 INTRODUCCIÓN
El medio más importante con que cuenta el mantenimiento lo constituyen sus hombres. El equipo humano de Mto. lo forman un grupo de hombres de diversa cualificación profesional, que cumplen un conjunto de cometidos variados, y que su mejor o peor disposición influye notablemente en los resultados conseguidos. En comparación con trabajadores de otros sectores de la empresa, los de Mto. necesitan una formación más especializada y a la vez mas amplia, y forzosamente evolutiva con los avances de la tecnología de las máquinas e instalaciones. Diversos aspectos influyen en la eficacia del equipo humano de Mto., aspectos que iremos desgranando durante este módulo, tratando de hallar la forma de optimizar, la gestión humana del Mto., desde un punto de vista moderno y actualizado basado en técnicas vanguardistas. 3.1.2 CATEGORIAS Y ESPECIALIDADES
En teoría y según la clasificación laboral vigente, la pirámide de categorías del personal de Mto. es la siguiente: Jefe (Ingeniero Superior o Ingeniero Técnico) Contramaestre, mando intermedio, vigilante, encargado o jefe de equipo,
técnicos. Oficial 1ª especial, instrumentista, administrativo Oficial 1ª Oficial 2ª Oficial 3ª Peón especialista, ayudante
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En la práctica, los convenios colectivos de las empresas y las negociaciones de los mismos han ido eliminando las dos últimas categorías (oficial 3ª y peón), que han quedado vigentes para el personal nuevo. Los trabajadores con experiencia ocupan categorías de oficial 2ª en adelante. La evolución tecnológica hace prever una mayor tecnificación del Mto., y por tanto la aparición de nuevas categorías. En países del Mercado Común, la lógica cableada, la robotización y la informática necesitan técnicos prácticos cualificados, que ejecuten directamente las reparaciones y revisiones. Por ello, del clásico oficial reparador se salta al técnico también reparador, con categoría acorde con su función y conocimientos. Por otra parte, dentro de cada categoría o nivel existen múltiples especialidades tecnológicas, que brevemente analizaremos. En este capítulo nos vamos a dedicar al grupo de Trabajadores formado por cinco categorías, y cuyas especializaciones son: MECANICO ELECTRICISTA INSTRUMENTISTA y dentro de cada grupo: ALBAÑIL-CONSTRUC. Fontanero Máquinas herramientas Ajustador Calderero y soldador
M E C A N I C O Tubero Calorifugador Montador Hidraulicista y
Neumaticista
Frigorista Electrónico
INSTRUMENTISTA Neumático Logicial Informatista Electronicista Alta Tensión E L E C T R I C I S T A Aparellaje en B.T.
Bobinador Máquinas Eléctricas
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Este desglose en super especialidades no significa que los oficiales de Mantenimiento deban ceñirse estrictamente a los mismos. Todo depende del tamaño de la Empresa y del volumen de las diversas tecnologías. Hay empresas pequeñas en las que el mecánico: Suelda y hace calderería. Ajusta Maneja alguna máquina herramienta de tarde en tarde. A su vez el electricista: Hace reparaciones de electrónica. Actúa en Alta Tensión, etc… Es decir el operario hace de todo un poco En empresas grandes se respeta mucho más la especialidad. Así lo justifica la cantidad y complejidad de las instalaciones y de las máquinas y, sobre todo, la gran carga de trabajos de determinada especialidad: torneros, fresadores, tuberos, caldereros, electricistas de A.T. y de B.T., etc… Además de esta clasificación, existe otra que tiene presente la zona, lugar, instalaciones u ocupación de los oficiales de Mantenimiento. Ejemplos de esta última clasificación son las siguientes: Oficial 1º mecánico de prensas Oficial 2º electricista de la Central Térmica Oficial 1º Revisador de Mto. Preventivo Oficial 2º hidraulicista de cabrestantes, etc. Oficiales de la cadena de montaje. Haciendo un breve y esquemático resumen podemos hacer una clasificación general.
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Grado
Oficialía
Especialidad
Super - Especialidad Zona, máquinas, insta laciones, ocupación
Ayudantes Oficiales 3º Oficiales 2º Oficiales 1º Of. 1º especial
MECANICO
Herramentista Montador Ajustador Calderero Soldador Tubero Calorifugador Carpintero Hidraulicista Neumaticista
Sección A, B, C, … Fábrica 1, 2, 3 … Máquinas A, B, C, D, De Mto. Correctivo de Campo De taller central De Mto. Preventivo
Grado
Oficialía
Especialidad Super - Especialidad
Zona, máquinas, insta laciones, ocupación
Oficiales 3º Oficiales 2º Oficiales 1º Of. 1º especial
ELECTRICISTA
Electronicista Alta Tensión Aparellaje Rebobinador Máquinas eléctricas
Sección A, B, C, Fábrica 1, 2, 3 Instalac. A, B, C, D, De Mto. Preventivo De Mto. Correctivo C. De taller Central
Nivel especial en cada empresa
INSTRUMENTISTA
Electrónico Neumático Logicial Informatista
Planta A, B, C, D. Taller Instrumentación De Mto. Preventivo De Mto. Correctivo
En muchos países avanzados descuella la figura del oficial electromecánico, que interviene en las reparaciones eléctricas y mecánicas de las máquinas. Las escuelas de formación profesional preparan a jóvenes en este campo, que en pequeñas y medianas empresas desempeñan con eficacia su cometido. Entramos en lo que se denomina polivalencia. En España se preparan técnicos en F.P. electromecánica en diferentes escuela de formación profesional.
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3.2 POLIVALENCIA Y MOVILIDAD. PRODUCTIVIDAD DE LA MANO DE OBRA DE MTO. Y SU MEJORA. MOTIVACIÓN. 3.2.1 POLIVALENCIA Y MOVILIDAD DE LOS TRABAJOS DE MANTENIMIENTO
La evolución tecnológica y la mejora de productividad han motivado profundos cambios en la organización humana del Mto. Correctivo. Hubo una época en la que la especialización en sentido tecnológico Mecánico Eléctrico era muy aceptada Instrumentista También la especialización en áreas de maquinaria o fabricación tuvo su boga: mecánico de prensas, electricista de sección de capado, etc. La aparición de los conceptos de Polivalencia y Movilidad ha configurado los siguientes modelos de plantillas: Mecánico móvil en fábrica: repara toda la maquinaria de la planta. Eléctrico móvil en fábrica: repara todos los equipos eléctricos de la planta. Esta polivalencia trae consigo: a) Reducción de plantillas de Mto. b) Mas motivación del personal c) Oposición de los sindicatos d) Necesidad de intensificar la formación. Electromecánico de Mto. (polivalente): mecánico de base con conocimientos de electricidad o electricista de base con conocimientos de mecánica. Aquí si que juega un importante papel la formación. Por consiguiente, en la actualidad y para optimizar el coste de mano de obra de Mto. interesa:
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A) En Mantenimiento de Campo 1º)
Potenciar la movilidad en extensión de maquinaria
Mecánico de turno o de guardia Eléctrico de turno o de guardia Electrónico de turno o de guardia
2º)
Potenciar la polivalencia profesional del operario
Electromecánico
B) En Mantenimiento de Taller
Potenciar la especialización o contratar exteriormente
Bobinador Tornero, fresador, ajustador Instrumentista
Aquí, la precisión de los trabajos no puede relegar la especialización a un segundo plano.
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3.2.2 RATIOS Y RELACIONES DE PLANTILLA DE PERSONAL Vamos a estudiar un conjunto de ratios o proporciones relativos a la plantilla de Mantenimiento, que pueden orientar al Ingeniero de Mto. en un problema tan complejo como es el de la mano de obra. Distinguiremos cuatro ratios: 1 - Proporción plantilla de Mto. (incluida la contratada)/Plantilla Producción
Tipo de empresa Hospitales.................................................. Alimentaria muy automatizada .................. Alimentaria poco automatizada Química..................................................... Manufactura del metal .............................. Naval (astilleros)........................................ Fabricación automóviles ........................... Textiles ..................................................... Vestidos y calzados .................................. Cemento ................................................... Madera ..................................................... Papeleras básicas .................................... Papeleras transformadores ...................... Farmacéutica ............................................ Siderúrgica pesada .................................. Vidrio ........................................................ Cerveceras y bebidas ............................... Ferrocarriles y Metros .............................. Aviación .................................................... Energía eléctrica ..................................... Minas ........................................................ Otras manufacturas ................................. Distribuidoras y Logística..........................
4 (sobre toda la plantilla del hospital)
12 4
38 5 5
12 (con tendencia a aumentar hasta el 30%)
10 4
20 9
20 8
10 25 17 14 50 20 40 15 13 10
100xoperaciónPlantilla
Mto.Plantilla
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2 - Proporción electricistas + electrónicos/mecánicos Sector
Electricistas + electrónicos mecánicos + resto
Hospitales ................................................. Alimentario ............................................... Químico .................................................... Manufactura metal .................................... Naval (astilleros) ....................................... Fabricación vehículos ............................... Textil ......................................................... Vestidos y calzados .................................. Cemento ................................................... Madera ..................................................... Papelero ................................................... Farmacéutico ............................................ Siderúrgico pesado .................................. Vidrio ........................................................ Cervecero ................................................. Ferrocarril ................................................. Aviación .................................................... Otras manufacturas .................................. Energía eléctrica ...................................... Petróleo .................................................... Gas ........................................................... Petroquímico ............................................ Azucarera ................................................. Construcción ............................................ Minería .....................................................
1 / 4 1 / 3 1 / 4 1 / 3 1 / 5 1 / 4 1 / 4 1 / 3
1 / 2,5 1 / 5 1 / 3 1 / 4 1 / 4 1 / 4 1 / 5 1 / 8 1 / 3 1 / 4 1 / 8 1 / 5 1 / 5 1 / 5 1 / 8 1 / 3 1 / 4
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3 - Proporción plantilla contratada / plantilla fija x 100
Sector Hospitales ................................................. Alimentario ............................................... Químico y petroquímico ............................ Petróleo y gas .......................................... Fabricación serie ...................................... Transportes ............................................. Papelero ................................................... Energía eléctrica ...................................... Siderurgia pesada .................................... Minería ..................................................... Cementos ................................................. Bancos .....................................................
50% 10% 50% 60% 5%
10% 30% 60% 40% 25% 40% 90%
Es conocida la tendencia actual de contratar Mantenimiento, y estas proporciones en muchas empresas son sobradamente superadas. 4 - Proporción mano de obra indirecta/mano de obra directa En la mano de obra indirecta incluimos: Jefe de Mto., técnicos, revisadores M.P., engrasadores, encargados y contramaestres, almaceneros almacén repuestos, administrativos. En la mano de obra directa: Trabajadores de Mto. Correctivo y personal obrero contratado.
Tamaño empresa Tipo instalación Empresas pequeñas y medianas Empresas grandes
Automatizadas Semiautomatizadas Automatizadas Semiautomatizadas
10% 20%
20% 20%
100xfijaPlantilla
contratadaPlantilla
100xO.D.demano
O.I.m.deProporción
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3.3 FORMACION DEL PERSONAL DE MTO. 3.3.1. ESTRUCTURA DE LA FORMACIÓN EN MANTENIMIENTO Para que la formación, considerada como inversión, surta buenos efectos es menester que se ciña al tríptico, base del Mto. formado por la Fiabilidad - Mantenibilidad - Disponibilidad. Es decir, debe perseguir objetivos ligados a estos conceptos. Ahora bien, la pirámide humana del Mto. demanda niveles de formación acomodados a las diversas categorías y especialidades. Por ello distinguiremos:
Formación de la mano de obra directa
Formación de los mandos intermedios
Formación de los Jefes de Mto. Todo el programa de formación en Mto. debe de tener tres cualidades fundamentales: a) Ser coherente con los objetivos de Mto., es decir, según sean los objetivos
asignados a Mto., así será el plan de formación. b) Ser permanente y flexible, con objeto de adaptarse a las nuevas tecnologías
y cambios de los equipos de producción. No valen cursos aislados, sino con sentido de evolución.
c) Ser rentable, es decir debe esperarse de ella un rendimiento y
productividad, cociente entre resultados económicos logrados e inversión en formación.
El coste Integral es el parámetro que puede medir dicha rentabilidad.
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3.3.2. FORMACIÓN DE LA MANO DE OBRA DIRECTA DE MTO. La formación de la mano de O.D. de Mto. se orienta en dos direcciones: 2.1 Conocimientos básicos y tecnológicos de tipo general. 2.2 Preparación en el montaje, desmontaje, localización de averías y
funcionamiento de cada instalación, maquinaria o equipo, es decir, en tecnología específica.
Con respecto a esta segunda faceta, distinguiremos dos materias claramente diferenciales: 1) La tecnología específica o composición y funcionamiento de las máquinas. 2) Prácticas de montaje y desmontaje de los mismos e interpretación de su
estado. Por consiguiente en este caso, la formación presenta la siguiente estructura global: 1º ………………………. Formación básica ………………… 1º 2º ………………………. Tecnología general ……………… 2º 3º ………………………. Tecnología específica ………….. 3º 4º ………………………. Práctica montaje y ………… 4º
desmontaje máquinas La formación básica y la tecnología general son disciplinas, que en muchos casos no se precisa impartirlas en el seno de la propia Empresa, dado que aquellos oficiales industriales provenientes de Escuelas Profesionales ya han adquirido los citados conocimientos. Aquellos operarios que no hayan disfrutado de la oportunidad de asistir a Escuelas Profesionales necesitarán formarse en estas materias si se desea que asimilen bien la tecnología específica. Esta distinción, típica en todo el mundo empresarial, entre oficiales de Escuela y hombres prácticos, puede irse reduciendo merced a la formación básica y la Formación en Tecnología General. Las grandes y medianas Empresas disponen, muchas veces, de servicio de Formación encargados de impartirla o de subcontratarle a entidades estatales o privada tales como centros ocupacionales, ministerio de cultura, INEM, etc... Aunque, a simple vista, parezca que la F. básica y la Tecnología general carecen de importancia, veremos cuando estudiemos los sistemas de promoción del personal de Mantenimiento que ambas disciplinas tiene su peso específico en el proceso de promoción.
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T.M.I. ha logrado entresacar, de las experiencias habidas en varios centros Industriales, una programación de estas dos materias, que se adapta perfectamente a las categorías del personal y a su especialidad, creando unos programas, de los cuales el interesado puede obtener una pauta para implantar el sistema adecuado a su empresa en concreto. Todos estos conocimientos deben ser cuidadosamente recogidos en un manual de Formación, pedagógicamente desarrollado, y en el cual pueda recordarlos y mejor grabarlos en su memoria, el operario durante el período de formación. EL MANUAL DE FORMACION debe elaborarse para todas las disciplinas, tanto teóricas como prácticas. 2.1 Programas y niveles de formación básica y tecnología general._ A continuación presentamos, de forma totalmente exhaustiva, el desarrollo de programas y niveles formativos en este ámbito de la Formación. Lo hacemos porque estimamos, que la formación básica y tecnología General son o pueden ser comunes a todas las empresas industriales, compañías de servicios y a toda entidad que tenga servicios de Mantenimiento. De esta manera, el responsable de Mantenimiento podrá echar mano del contenido de los programas para establecer cualquier plan formativo en esta área, y además le servirá de modelo a la forma de elaborar exámenes o pruebas teóricas para seleccionar personal o para promocionarlo. a-1) Materias básicas y tecnología general. Materias básicas y tecnología general para Electricistas.
OFICIAL 1ª
OFICIAL 2ª
OFICIAL 3ª
Matemáticas y álgebra Física aplicada Geometría Trigonometría Esquemas eléctricos Corriente continua Magnetismo y electromag. Máquinas eléctricas Corriente alterna Automatismos Aparatos a medida Líneas y redes Electrónica Materiales y aparellaje
Matemáticas y álgebra Física aplicada Geometría Trigonometría Esquemas eléctricos Electrostática y campo G.eléc. Magnetismo y electromag. Corriente continua Máquinas eléctricas Materiales y aparellaje Corriente alterna Automatismos Aparatos a medida Electrónica
Matemáticas Física aplicada Geometría Interpretación de esquemas Magnetismo Electrostática y C.Eléctrica Corriente continua Máquinas eléctricas.
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Materiales para Mecánicos.
OFICIAL 1ª
OFICIAL 2ª
OFICIAL 3ª
Aritmética Algebra (ecuaciones 1er grado) Geometría. Trigonometría Física Interpretación planos Conoc. mater. y trat. térmicos Idea de mecanismos Elem. motrices y trans. Soldadura Metrotec. ajustes y tolerancias Resistencia materiales Circuitos hidráulicos y neumát. Motores Diesel y gasolina Lubricación
Aritmética y nociones de álgebra. Geometría Trigonometría (nociones de Algebra) Física Interpretación planos Conoc. mater. y trat. térmicos Elementos motrices y transp. Soldadura Metrotecnia, ajustes y toler. Resistencia de materiales Circuitos hidráulicos y neumát. Motores Diesel y gasolina Lubricación
Aritmética Geometría Física Interpretación planos Conocimiento materiales y tratamientos térmicos Idea de mecanismos Elem. Trans. y motrices Soldadura Metrotec. ajustes y tolerancia Resistencia de materiales Circuitos hidráulicos y neumát. Motores Diesel y gasolina Lubricación.
2-2 Tecnología específica y prácticas de Montaje - desmontaje de maquinaria. En el supuesto de que los oficiales ya posean el nivel básico y los suficientes conocimientos de tecnología general, comienza para ellos la tercera etapa de formación. Se entiende por Tecnología específica de la maquinaria el conjunto de materias, acerca de ésta, que abarcan: Funcionamiento de la maquinaria. Estructura y composición de la máquina. Normas de operación y Mantenimiento. Establecimiento de "modos operatorios" de montaje y desmontaje de
conjuntos o piezas de la misma. Localización de averías. Para poder impartir la tecnología específica es necesario: Consultar con la firma fabricante de la máquina. Hacer observaciones directamente sobre la máquina. Estudiar los catálogos el fabricante o el que haya elaborado la empresa
usuaria. Trabajos sobre planos o esquemas de la misma.
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Esta labor la deben hacer los técnicos de Mantenimiento. Pero lo que realmente nos interesa es elaborar un plan, reflejado en un manual o informe, que recoja cuantos datos, planos, esquemas, dibujos, etc..., sean necesarios a los oficiales de Mantenimiento. La formación en tecnología específica debe ser rápida y eficaz. La parte práctica de montaje y desmontaje deberá realizarse durante la fase de instalación de la máquina, si bien, a veces esto es imposible, y las prácticas se efectúan ya durante la marcha normal de la máquina y durante las intervenciones de Mantenimiento. A título de ejemplo, en una industria de fabricación de material-serie, la tecnología específica comprendería: Prensas modelo A, B, C,... Cizallas a, b, c,... Tornos automáticos. Cadenas de transporte automatizados. Hornos y secaderos, etc ... Puentes - grúas Carretillas y otros medios de manutención. La formación en tecnología específica presenta fundamentalmente
UN CARACTER PERMANENTE por las continuas renovaciones de maquinaria y la modernización de las mismas. Significa que los técnicos de Mantenimiento se ven precisados a formar permanentemente a sus oficiales en este campo. Al cabo de un tiempo, estos trabajadores dominarán totalmente la maquinaria que deben mantener, pero se verán otra vez ante nuevos modelos más automatizados y complicados y necesitarán formación continuada para estar al día y ser más eficaces en su trabajo. 3. FORMACIÓN DE LOS MANDOS INTERMEDIOS DE MTO. En términos generales la formación se propone habitualmente: Aumentar los conocimientos (saber) Hacer que se adquieran nuevas técnicas (hacer saber) Modificar actitudes (querer saber)
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Un plan de formación de Encargados de Mantenimiento va enfocado hacia los cuatro objetivos siguientes: 1º) Perfeccionar al encargado en la especialidad (especialización). 2º) Ponerle al día en sus conocimientos (recuperación) 3º) Ampliarle el campo de sus conocimientos (complementación) 4º) Ampliar su desarrollo general (adaptabilidad) Ante ello, la Dirección de la Empresa se formula la siguiente pregunta ¿Se puede garantizar que el Encargado de M. formado mediante un aumento de conocimientos, una adquisición de nuevas técnicas y un desarrollo de aptitudes estará preparado realmente para desempeñar un papel actual en la evolución de la Empresa? Respondemos categóricamente que NO. El aumento de conocimientos, el aprendizaje de técnicas, la adquisición de aptitudes son MEDIOS para recabar un verdadero objetivo: "Conseguir que el encargado de Mantenimiento sea CONSCIENTE de su misión activa y APTO para desarrollar dicha misión". Tres tipos de formación componen el plan a seguir: Formación SOCIAL. Formación Técnica y Profesional. Formación Organizativa. Este plan de Formación contempla dos casos típicos que acaecen en todo tipo de Empresa: a) Formación para la promoción de nuevos Encargados (Corto plazo) b) Perfeccionamiento de los encargados actuales (Largo plazo). Analizando el primer caso, los pasos a dar son los siguientes: 1) Promocionar al Oficial 1º a Encargado de Mantenimiento. 2) Prepararlo en las funciones de Encargado. 3) Permitirle seguir la evolución de las técnicas y adaptarse a los cambios de
las Condiciones de los trabajos de Mantenimiento.
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Al final de su formación, el encargado de Mantenimiento debe: Haber adquirido métodos y costumbres que le permitan perfeccionarse
desde el punto de vista intelectual, técnico y humano. Haber adquirido unos conocimientos de base para una superioridad
humana sobre los subordinados. Haber adquirido conocimientos técnicos suficientes. Haber practicado en todos los trabajos de Mantenimiento, propios de su
especialidad, y ser capaz de sacar de esta práctica los conocimientos aplicables a su futuro oficio de Jefe.
Haber recibido una iniciación en todos los trabajos especiales. Poseer una técnica de mando apropiada. Analicemos los tres tipos de Formación a impartir a los Encargados de Mantenimiento: a) Formación Social La consideramos dividida en Cultural y Empresarial: La primera de ellas, Cultural, se refiere a dotar al Encargado de las siguientes capacidades: - Capacidad de escuchar y entender. - Capacidad de hablar. - Capacidad de leer. - Capacidad de escribir. - Capacidad Social. Aunque a primera vista parezca superflua esta formación y perteneciente a una graduación escolar, estas capacidades se refieren a su USO dentro de la Empresa, es decir adaptadas al desenvolvimiento del Encargado de Mantenimiento en su cometido. Un encargado de Mantenimiento, sabe perfectamente escuchar, escribir, etc..., pero cuando se le encarga un trabajo urgente, la premura y los nervios le pueden jugar malas pasadas sino los controla y toma nota puntualmente, o no escucha de forma metodológica, etc ... En el aspecto de capacidad social se refiere a la mejora de sus posibilidades de relaciones y aptitudes sociales en la Empresa. La segunda (Empresarial) va enfocada fundamentalmente hacia la formación para el MANDO en los siguientes aspectos: • Conocimiento de la Empresa. • Conocimiento de sus funciones como Encargado de M. • Límite de sus responsabilidades. • Visión de los objetivos totales y parciales de la Empresa. • Elementos rudimentarios para capacidad administrativa (informes, estudios,
propuestas, partes).
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• Conceptos de:
- Previsión. - Organización. - Coordinación - Control. - Delegación. - Utilización de las capacidades de sus subordinados. - Habilidad para estimular la presentación de sugerencias de sus
Subordinados. - Motivación de los grupos de trabajo. - Habilidad de relación (aceptabilidad). - Habilidad para informar e informarse. - Habilidad para preparar, transmitir y controlar órdenes. - Habilidad para resolver problemas humanos. - Habilidad para crear y mantener espíritu de Seguridad.
b) Formación Técnica. Esta formación contiene: - Tecnología general. - Tecnología específica. - Nuevas tecnologías: Electrónica, neumática, robótica, etc ... - Mantenimiento Energético y Ambiental. - Mantenimiento Modificativo, Patología y Tribología de máquinas. Su aprendizaje será paulatino y acorde con la evolución de la empresa. El Mando Intermedio, además de dirigir y organizar el trabajo de su equipo, conocerá las técnicas del Mto. Energético y participará en el Mto. Modificativo del departamento de Mto. c) Formación en Organización de Mantenimiento. Conviene muchísimo que los encargados de Mto. adquieran conocimientos, siempre a su nivel de: - Clases de Mantenimiento. - Lubricación. - Gestión de repuestos y mantenibilidad. - Seguridad. - Costes de Mantenimiento - Tiempos de Mto. - Planificación y preparación de Trabajos. Podemos elaborar el siguiente cuadro resumen de la formación del Mando Intermedio de Mto:
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Plan general de Formación del Mando Intermedio de Mto.
Formación Social
F. Técnica
F. Organización Mto.
Cultural
Tecn. General
Clases de Mto.
Empresarial
Tecn Específica
Lubricación
Nuevas tecnologías
Gestión repuestos
Mto. Energético
Seguridad
Mto. Modificativo
Costes de Mto.
Proceso Fabricación
Tiempos de Mto.
Proceso de Calidad
Prep. y planif. de Mto.
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El Jefe de Mto. debe velar porque sus mandos vayan quemando etapas del citado plan de formación, trazándose para ello objetivos anuales, de tal suerte que al cabo del tiempo los mandos intermedios se integren en el sistema global de Mantenimiento. Se adjunta un programa ya ensayado con éxito (T.M.I. mandos intermedios). 4. Formación de los Jefes de Mantenimiento. Los técnicos superiores de Mantenimiento precisan de un plan de Formación a largo plazo, que podríamos sintetizar en los siguientes puntos: • Formación Humana • Formación Técnica • Formación de Gestión a) Formación Humana, que abarca las siguientes disciplinas: • Relaciones humanas en el Servicio de Mto. • Mando y autoridad. • Capacidad para negociar. b) Formación Técnica, fundamentalmente en tecnologías nuevas y
conocimiento del funcionamiento, disposición, repuestos y stocks de la maquinaria de la que son responsables.
c) Formación de Gestión. Incluye: • Organizaciones de Mto. • Fiabilidad – Mantenibilidad – Disponibilidad • Costes y Economía del Mto. • Mto. Modificativo y Energético • Productividades de Mto. • Control de Gestión en Mto. • Gestión de stocks de Mto. • Informatización de gestiones de Mto. y la OPTIMIZACION del conjunto.
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3.4 LA PROMOCION Y LOS ASCENSOS DEL PERSONAL DE MANTENIMIENTO 3.4.1. PROMOCIÓN DEL PERSONAL DE MTO. Con harta frecuencia se presentan al Jefe de Mantenimiento problemas relacionados con promociones y ascensos del personal subalterno. Hasta ahora, el criterio del nombramiento o del ascenso discrecional, fundamentado en razones de peso tales como: “es el hombre que mejor me resuelve la papeleta", "es el más trabajador”, "es el más habilidoso", etc ... imperaba en las organizaciones de Mantenimiento. Y aunque, en la gran mayoría de los casos, los jefes daban en la diana al elegir al mejor hombre, los tiempos han cambiado y se impone la utilización de una metodología más "abierta y democrática" para que el propio personal la acepte como más ecuánime y justa. Es menester, por tanto, recurrir a sistemas de promoción y ascensos objetivos, comprobados prácticamente y aceptados por todos. Como a su vez, la promoción del personal debe de ir emparejada con la formación, ésta entrará de lleno en los criterios usados en la promoción. Por tanto los puntos que valorarán a los candidatos a un ascenso pueden ser: comprensión mecánica A) Nivel psicotécnico aptitud espacial o potencialidad aptitud mecánica Dacatest inteligencia general a) - Formación básica. b) - Tecnología general. c) - Tecnología específica del puesto de trabajo. d) - Práctica profesional. e) - Valoración del jefe. De esta forma, es posible reforzar la formación del personal, ya que éste conoce la indispensabilidad de la formación para poder promocionar a categorías superiores. Por otra parte, los cinco criterios (a,b,c,d,e,) que configuran la Valoración de los candidatos, no pueden tener el mismo peso específico en la selección. Habrá criterios de mucha más importancia. Existen dos tendencias a la hora de calificar los criterios: • La primera da un peso elevado al c,d,e, soslayando el a y b. Tiene el
inconveniente de que no estimula la formación básica ni la tecnología general, haciendo peligrar la preparación futura de los hombres, o lo que es lo mismo, reduce su capacidad para mejorar profesionalmente.
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• La segunda reparte más equilibradamente el valor de cada criterio,
estableciendo para ello mínimos que eliminen al operario que no los supere. Estos porcentajes sobre 100 pueden repartirse según las dos tendencias citadas.
Pesos o Porcentajes
35% Nivel psicotécnico Primera Tendencia
Segunda Tendencia
Nivel mínimo
65%
Formación básica Tecnología general Tecnología específica Práctica profesional Valoración el Jefe
10% 15% 20% 25% 30%
15% 20% 20% 20% 25%
50% 50% 50% 50% 50%
Valoración (entre mandos)
Para comprender la aplicación práctica de estos criterios vamos a desarrollar un caso práctico: En una empresa de servicios se estima conveniente la creación de una plaza de oficial 1º. Existen tres oficiales 2º, A,B,C, que aspiran al mismo puesto. Se convoca la plaza y se procede a realizar las pruebas. Las calificaciones obtenidas sobre 100 puntos por cada aspirante son las siguientes:
F. básica Tecnología
general Tecnología específica
Prueba Práctica
Valoración Jefe
Oficial 2º A Oficial 2º B Oficial 2º C
62 51 68
31 58 72
82 61 75
98 81 52
86 74 59
Según la primera tendencia, cuyos pesos son 10%, 15%, 20%, 25%, 30% tendremos calculando la nota global ponderada:
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10% F. Básica
15% Tecnología
general
20% Tecnología específica
25% Prueba Práctica
30% Valoración
Jefe
Total
Oficial 2º A
62x10/100=6,2
4,65
16,4
24,5
25,8
71,35
Oficial 2º B
5,1
8,7
12,2
20,25
22,2
68,45
Oficial 2º C
6,8
10,8
15
13
17,7
63,3
El operario de mayor calificación es el A, el cual ascenderá a Oficial 1º: Si adoptamos la 2ª tendencia, el Oficial A, quedará automáticamente descalificado al no llegar a 50 puntos en Tecnología general (el 50% es el nivel mínimo, es decir 50 puntos), y aplicando los porcentajes a los dos aspirantes que quedan, obtendremos los siguientes valores:
15% F. básica
20% Tecnología
General
20% Tecnología Específica
25% Prueba Práctica
30% Valoración
Jefe
Total
Oficial 2ª B
7,65
11,6
12,2
16,2
18,5
66,15
Oficial 2ª C
10,20
14,4
15
10,4
14,75
64,75
El Oficial 2º B ascenderá a Oficial 1º por haber conseguido más alta puntuación global. También cabe una tercera fórmula interesante, que es considerar los porcentajes de la 1ª tendencia, pero sumándole el condicionamiento de niveles mínimos del 50% o cincuenta puntos por concepto valorable. La prueba práctica consiste en comprobar prácticamente la destreza del Oficial, la calidad de trabajo, y tiempo, y tiempo de realización del mismo, con objeto de determinar exclusivamente su preparación. Es lógico que un Oficial pueda ser habilidoso y diestro en su trabajo, pero a su vez poco activo, es decir, la preparación y la cantidad de trabajo son conceptos independientes. Por eso deben medirse en dos pruebas distintas: La prueba práctica y la valoración del Jefe.
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A cada categoría (Oficial 1ª, 2ª, 3ª) se le deben asignar una batería de pruebas según especialidades. Montar y desmontar un conjunto en Taller. Construir una pieza. Montar un circuito hidráulico y comprobar su funcionamiento. Detectar una avería eléctrica provocada y localizarla. Efectuar el desmontaje de un cofre eléctrico. Construir un conjunto de calderería, haciendo sus correspondientes
trazados geométricos. Estas pruebas deben ser calificadas por un técnico o mando de Mantenimiento que goce de prestigio entre el personal subalterno. Por último, el factor de más peso en la promoción es la valoración del Jefe o Jefes. Dos características fundamentales componen la valoración del Jefe: Las personales del operario. Las profesionales del mismo. Las personales se determinan analizando cinco aspectos: Interés en el trabajo. Responsabilidad. Espíritu de cooperación. Capacidad para tomar decisiones. Espíritu de equipo - Sociabilidad. Las profesionales se basan también en cinco factores Calidad del trabajo. Rendimiento. Habilidad. Seguridad. Conocimientos.
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Cada uno de los cinco factores se subdivide en dos preguntas con objeto de matizar más el sentido exacto del factor. Cada factor se valora entre M.M. (muy malo) hasta M.B. (muy bueno) calificando de 1 a 5 puntos. Adjuntamos una tabla de valoración completa con un ejemplo práctico. Cuantos más mandos intervengan en la valoración, rellenando cada uno el cuestionario, más fiable será aquella. Para dar el valor definitivo, se determina la media de las valoraciones. En el ejemplo citado, la valoración alcanza la cifra de 39 + 30 = 69 puntos. Una vez determinado el valor global de todas las pruebas, incluida la valoración del Jefe, conviene hacer entrar en juego un pequeño incremento de la misma que depende de la antigüedad del Oficial de la Empresa y en la Categoría. Este último coeficiente viene a premiar de forma mínima (sin influencias ajenas) el tiempo de permanencia del oficial en la Empresa y en la categoría. La importancia de esta bonificación se hace depender no sólo de la antigüedad sino también de la puntuación global alcanzada por el aspirante. Por ello se configura como coeficiente en porcentaje, y no como puntos a añadir. Se determina con los siguientes criterios: Tiempos máx. a
Coeficiente CONSIDERAR Coeficiente por año o fracción de ANTIGUE- DAD EMPRESA Coeficiente por año o fracción de ANTIGUE- DAD en la categoría ACTUAL del oficial
0,5 15 años 1 5 años
Por ejemplo: Un oficial de 32 que aspira a la categoría de Oficial 2º. Ha obtenido una puntuación global en todas las pruebas incluida la valoración del Jefe de 57 puntos. Lleva 5 años en la Empresa y 2 como oficial 3º: 5 años Empresa x 0,5 2,5 2 años como Oficial 32 x 1 2,- Total 4,5
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Calificación final global = 57 + 2,56 = 59,56 El operario que consiga mayor calificación global obtendrá la plaza a la que aspira. 3.5 PRODUCTIVIDAD DE LA MANO DE OBRA DE MTO. SU OPTIMIZACION. Productividad, en términos generales, es el cociente entre la producción obtenida y los recursos empleados. Ciñéndonos al Mto., la producción obtenida son los resultados de los trabajos realizados, y los recursos los costes de mano de obra, de materiales y de subcontratación. Los costes de m de o constituyen de un 50% a un 70% de los costes de Mto. En cuanto a los resultados o productividad de la m de o de Mantenimiento podemos definirla de la siguiente manera: Productividad de la m de o = (utilización) x (Rendimiento), siendo
Utilización = presencia de Horas
trabajadas Horas, o proporción de tiempo de presencia
dedicada a la realización de trabajos útiles, y que depende de: • Organización del Mto. • Medios de trabajo adecuados.
Rendimiento = trabajadas Horas
tipo Tiempo, y refleja la destreza y esfuerzo realizado por
los trabajadores dentro de sus horas trabajadas. Por tanto:
Productividad de m de o = presencia Horas
tipo Horastrabajadas Horas
tipo HorasX
presencia de Horastrabajadas Horas
=
2,56100
4,5x57100
4,5xPuntuaciónantigüedaddeeCoeficient ===
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Nivel Formativo
Rendimiento de la mano de obra
Motivación
Históricamente, la productividad de la m de o de Mto. ha pasado por diversos avatares. Desde una despreocupación total de 1950 a 1970. Cierto interés de 1970 a 1980. Despreocupación de 1980 a 1995, y actualmente vuelve a ser motivo de preocupación, por las siguientes razones: • La normalización de los equipos de las plantas industriales, y el aumento de
la proporción de trabajos de Mto. programado (hasta un 70%). Hace, por tanto, interesante el establecimiento de tiempo estándar.
• Ayuda de los G.M.A.O.S. al control de procedimiento de cálculo y
administrativos. • La productividad de la plantilla de Mto., que sigue siendo muy baja (menos
al 50%), comparada con otras plantillas. Ahora bien, los resortes que pueden impulsar el rendimiento de la m de o de Mto., hasta optimizarla son dos: • El nivel formativo del personal • La motivación Que forman dos componentes rectangulares causales de la fórmula de la productividad anteriormente explicada.
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Antes, la productividad de la M de O descansaba en la AUTORIDAD. Después, la productividad de la M de O descansaba en la organización científica de Mto. – Taylor y en el nivel formativo. Hoy, la productividad descansa en la MOTIVACIÓN y en el nivel de formación del personal. En los tiempos que corren, todavía es eficaz la aplicación de sistemas de primas a Mto., fundada en el puro Taylorismo algunos, y en la Dirección por objetos los demás. Por ello, vamos a estudiar dos elementos de motivación: • Plan de Motivación en Mto. • Primas de Mto.
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3.6 EL MANTENIMIENTO CONTRATADO 3.6.1 EL MANTENIMIENTO CONTRATADO Y POR ADMINISTRACIÓN. SU RELACIÓN CON LA PLANTILLA FIJA. OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO 1. Introducción La tendencia existente en las empresas europeas a reducir las plantillas de personal, también afecta a los servicios de Mto. Muchos empresarios prefieren echar mano de personal eventual o contratado, a incrementar la plantilla con operarios fijos. Técnicamente esta política podrá ser peor o mejor, pero el caso es que en la actualidad aparece en escena con gran preponderancia el Mantenimiento Contratado y por Administración, relegando paulatinamente al Mto. propio. Este fenómeno ocurre, si bien hay una encontrada nube de opiniones acerca de su mala o mejor eficacia. Expertos en Mto. opinan que es mejor una plantilla fija de Mto. y no contratar personal foráneo, aunque sea eficiente. Otros propugnan contratar todo el Mto., excepto los cuadros técnicos que lo coordinen y contraten. Como ambas actitudes son extremas, nosotros nos inclinaremos, siguiendo la máxima Aristotélica, por el término MEDIO, que siempre es el más virtuoso, es decir: Tenencia de una plantilla fija de Mto., reducida al máximo, y contratación de personal exterior para cubrir las puntas de Mto., que se dan siempre en este campo. Pero antes de abordar el estudio de este término MEDIO, veamos en qué áreas actúa principalmente el Mto. Contratado y por Administración. 2. Areas de trabajo del personal Contratado y por Administración Vamos a distinguir en primer lugar lo que es Mto. Contratado y Mto. por Administración. Mto. Contratado es el que se solicita para un trabajo concreto y previa aceptación de un presupuesto fijo, mensual, anual y para un plazo definido.
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Áreas típicas para acogerse al Mto. contratado son:
Mto. Preventivo y engrases. Nuevos montajes e instalaciones Mto. Correctivo de campo.
Mto. por Administración es el que se solicita para diversos trabajos, pero sin definición de plazo, dejando abierto el plazo y fuera de presupuesto fijo (se paga lo que se hace). Áreas típicas son:
Mto. Correctivo normal de campo Mto. Correctivo de grandes paradas Maniobras Trabajos de reparación de tiempo incierto Reparaciones en Talleres exteriores Nuevos montajes e instalaciones
Podrá observarse que algunas áreas se pueden llevar tanto por Contrato como por Administración. Aquí entra en juego la labor negociadora de la operación del contratante y contratado. 3. Selección de ofertas de Mto. Contratado Cada empresa deberá recabar información que analizará en su caso, y le ayudará a tomar decisiones. Esta información va a versar sobre: Especialidades de las empresas contratadas Precios horarios de la mano de obra Homologación de la mano de obra, y formación de la misma Cobertura legal en caso de accidente Referencias del rendimiento de la mano de obra Opiniones de los técnicos de Mto. de la propia empresa Disponibilidad horaria del personal (fuera de jornada, sábados, domingos) Estableciéndose de esta manera una lista de empresas candidatas, interesantes para la contratación y valoradas según baremo que se adjunta: Cuando los ofertantes presentan su presupuesto global: X euros o y euros la selección puede efectuarse recurriendo al siguiente ratio:
y valoracióny
, x valoración
x. El menor ratio será aceptado o seleccionado.
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Selección de ofertas de Mantenimiento Contratado Criterio Valoración 1 - Instalador del equipo.................................................................................... 1 Buenas ................................................. 10 2 - Referencias de otros clientes Malas ..................................................... 0 Regulares ............................................. 3 3 - Fabricante del equipo................................................................................... 1 5 > P > 20.............................................. 1 Plantilla P 50 > P > 20.............................................. 2 P > 50.............................................. 3 Especial % Oficiales 1ª % Categorías Oficiales 2ª % .........................................0 a 5 puntos Oficiales 3ª % 4 - Equipo humano Peones % Montadores ...................................... + 1 Ajustadores ...................................... + 1 Soldadores ...................................... + 1 Electricistas ...................................... + 1 Especialidades Electrónicos ...................................... + 1 Pintores ...................................... + 1 Limpieza ...................................... + 1 Calorifugadores ...................................... + 1 Otros ...................................... 1 5 - Homologación oficios .................................................................................. 2 Entidad colaboradora Mº Industria ................... 2 6 - Requisitos oficiales Sociedad constituida, personal asegurado ...... 1 De origen........................................................ 4 7 - Suministro de repuesto Construidos por ella ....................................... 3 por la compañía En suministradores normales......................... 1 8 - Dispone de Taller de Mantenimiento ........................................................... 6 Grúas .............................. 2 Soldadoras .............................. + 1 9 - Equipo de maniobra, Camiones y vehículos .............................. + 2 transporte y herramental Herramientas especiales .............................. + 1 Equipos de limpieza .............................. + 1 Eléctrico y electrónico .............................. + 1 Domingos y festivos .............................. 3 10 - Disponibilidad efectivos Sábados .............................. + 3 Noches ............................... + 2 11 - Espíritu de colaboración Gestión de repuestos .............................. 3 en Situaciones laborales difíciles ........................ + 3 Valoración
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12 - Mando responsable de supervisión …………………..………………….Es obligatorio Buena .............................................. 5 13 - Solidez económica Regular .............................................. 2 Mala .............................................. 0 2 < A < 10 ................................. 2 Años A > 10 ................................. 4 14 - Experiencia Bueno ............... 3 Grado de planificación Regular ............... 1 y control Malo ............... 0 Capacidad para diversos Servicios ................................. 2 15 - Flexibilidad Capacidad técnica para modificar instalaciones ................ + 2 9,01 – 13,22 € .............................. 4 Hora - operario 13,22 – 18,00 € .............................. 1
> 18,00 € .............................. 0 16 - Precios Hora - mando 12,00 – 18,00 € .............................. 3
> 18,00 € .............................. 0 Recargo nocturno No ……………. ............................2 Recargo sábados y festivos No .............................. + 2 17 – Información detallada de gastos ............................................................. 2 Total máximo ........ 100 puntos Existe también otra fórmula moderna de tratar el Mantenimiento y que es la siguiente: La empresa cliente ofrece su participación en el capital social de una nueva empresa, constituida por trabajadores de Mto. de aquella, comprometiéndose a efectuar los antiguos trabajos más otros nuevos que el mercado proporcione.
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4. Elaboración del contrato El Jefe de Mantenimiento se ve precisado en numerosas ocasiones a realizar contratos de trabajos por contrata o por Administración con objeto de llevar a cabo trabajos de reparación o montaje. Es muy importante suscribir el contrato atando firmemente los cabos, con objeto de que todas las estipulaciones contemplen los diversos y variados casos que suelen abundar en la vida laboral del Mantenimiento. El siguiente ejemplar puede servir de modelo para establecer el contrato. Lógicamente, las estipulaciones a tener en cuenta deben variar de una Empresa a otra, pero el “esqueleto” soporte de los mismos, puede hallarse en la siguiente líneas:
Contacto nº En (Población) a (Fecha)
Reunidos:
Empresa domiciliada en y en su nombre y representación D. Nombre empresa contratada domiciliada en y en su nombre y representación D.
Exponen:
Primero: que Empresa X, S.A. precisa la realización de los necesarios trabajos de reparación de maquinaria e instalaciones de la planta Y Segundo: que, a tal efecto, Empresa, S.A: formula por escrito la oportuna petición para que se lleve a cabo por (Empresa Contratada) la ejecución de los trabajos aludidos en el apartado anterior. Por lo cual ambas partes, libremente y de común acuerdo, establecen las siguientes
ESTIPULACIONES PRIMERA: Empresa X, S.A. contrata a la Empresa y la realización de los trabajos: Reparación de la maquinaria e instalaciones de la Planta A y B.
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Reparaciones que la Empresa Y realizará con su propio personal, mandos, oficiales y ayudantes, soldadores y ajustadores, ejecutando las reparaciones de maquinaria de acuerdo con los datos técnicos que los mandos de Empresa X, S.A. suministrarán en cada caso, así como de acuerdo con la calidad necesaria para la marcha normal de las instalaciones, calidad que podrá ser controlada a la terminación de las reparaciones. Pudiendo las instalaciones estar parcialmente en marcha, el responsable de Empresa Y deberá solicitar de los de Empresa X la necesaria conformidad para la intervención sobre la maquinaria e instalaciones de forma que exista la necesaria coordinación. SEGUNDA: La duración del presente contrato será de meses a partir de , finalizando, por tanto, el de TERCERA: El precio convenido por las partes contratantes queda fijado en €. Este precio ha sido establecido estimando la necesidad aproximada de utilizar en los trabajos contratados un número aproximado de horas de personal especializado, oficiales, y ayudantes y un mando responsable de los trabajos y del personal. En dicho precio se incluyen igualmente los útiles y herramientas necesarios, así como la organización necesaria para que la Empresa Y pueda llevar a cabo los trabajos contratados. No se incluyen en dicho precio los materiales y piezas de repuesto que sea necesario utilizar en cada reparación y que deberán deducirse en cada caso. Estos materiales serán suministrados por los servicios de la Empresa X, S.A. CUARTA: A los efectos de que Empresa X, S.A. pueda quedar totalmente exenta de cualquier responsabilidad que para ella pudiera dimanar en virtud del incumplimiento, por parte del contratista, de sus obligaciones para con el personal a sus órdenes, Empresa X, S.A. podrá exigirle: a) El carnet de Empresa con responsabilidad b) Comprobante oficial de que todos y cada uno de sus trabajadores han sido
contratados por él a través de la Oficina de Colocación. c) Recibos o documentos acreditativos de que todo el personal de él afectado
por este Contrato, está de alta, al corriente de pagos a la Seguridad Social y que viene percibiendo normalmente sus haberes.
d) Estar al corriente con Hacienda
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La RESPONSABILIDAD general de los operarios del contratista recaerá sobre éste en todo lo referente a relaciones salariales, de colocación, Seguridad Social y accidentes de trabajo, daños a instalaciones de Empresa X, S.A. (responsabilidad civil) Empresa X, S.A. se reserva el derecho a impedir la entrada al trabajo y, en su caso, a expulsarlo, a cualquier miembro del personal del contratista que no esté al corriente en Seguridad Social, o no observe la normas legales de Seguridad y las particulares que exija la empresa contratante. Empresa X, S.A. no responde de cualquier tipo de daños o perjuicios etc… que pudieran sobrevenir tanto a los trabajadores del contratista como a los objetos, aparatos, trajes, o herramientas de los mismos, eximiéndose a la empresa contratante de toda responsabilidad a estos efectos. La Empresa contratada se compromete ante la contratante a cumplir en toda su extensión, las disposiciones señaladas en la Ley de Prevención de Riesgos Laborales de 1995. Asimismo, facilitará por escrito el nombre de la persona responsable a pie de obra durante todo el tiempo que dura el montaje. El horario de trabajo deberá tratar de acomodarse el de Empresa X, S.A. Se recomienda por ello el horario de QUINTA: El precio pactado en la cláusula tercera se entiende siempre que los trabajos puedan llevarse a cabo dentro de la jornada y en días laborables. Por lo tanto si por dificultades de los trabajos o circunstancias no previstas en este contrato fuera necesario, a juicio de ambas partes contratantes, llevar a cabo operaciones fuera de estos límites, el incremento de costo y por tanto del precio global señalado, será facturado a los precios unitarios indicados en su oferta de fecha SEXTA: En lo no previsto en este contrato se estará a lo dispuesto en el Código Civil sobre el particular. SEPTIMA: Con renuncia a su propio fuero, ambas partes se someten a los Jueces y Tribunales de Justicia de (localidad) OCTAVA: ambas partes pueden elevar este contrato a escritura Pública, siendo de cuenta del solicitante los gastos que origine dicho acto. Y para cumplimiento en todas sus partes, y de buena fe, firman el presente contrato en , en la fecha arriba indicada.
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5. La empresa de Servicios de Mantenimiento Antes de abordar las ventajas que representa la contratación de servicios de Mantenimiento es muy importante conocer la definición de lo que es una empresa de Servicios de Mantenimiento. La importancia radica en que en algunas ocasiones no se contratan los trabajos con Empresas sino con Organizaciones, más o menos implantadas, que son realmente agrupaciones de profesionales para la realización de cierto tipo de trabajo. Ello ha conducido, en ocasiones, a hablar del término “cesión de trabajadores”, que escapa de la política y de la filosofía de una Empresa de Servicios. Numerosas sentencias de los tribunales españoles se han reafirmado en los requisitos que debe cumplir una Empresa de Servicios para que exista una auténtica contratación: 1. La empresa de Servicios debe hallarse válidamente constituida. 2. Debe ejercer una actividad empresarial propia. 3. Contar con patrimonio, instrumental y organización estable. 4. Aportar su propia organización y gestión para la realización del contrato. 5. Asumir el riesgo que corresponda. 6. Mantener a los trabajadores de su plantilla dentro de su poder de dirección. 7. Conservar, respecto de los mismos, los derechos, obligaciones, riesgos y
responsabilidades que la condición de empresario comporta. 8. Ser capaz de modificar las máquinas. Estos condicionantes no impiden, en ningún caso, que los trabajadores de la contrata puedan encontrarse sometidos a la organización productiva de la Empresa principal; lo que resulta comprensible en virtud del contrato pactado. Es, por tanto, muy importante valorar todos los factores enunciados antes de proceder a la contratación de una Empresa de Servicios; puesto que, aunque profesionalmente pueda reunir las condiciones deseadas, el contratante puede verse envuelto en problemas jurídicos que a la postre causan perjuicio a un colectivo de trabajadores y profesionales del sector. La empresa cliente ofrece participar en el capital social de una nueva empresa, constituida por trabajadores de Mto. de aquella, comprometiéndose a efectuar los antiguos trabajos más otros nuevos que el mercado proporcione.
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Proporción plantilla contratada/plantilla fija x 100
Sector Hospitales ................................................. Alimentario ............................................... Químico y petroquímico ............................ Petróleo y gas .......................................... Fabricación serie ...................................... Transportes ............................................. Papelero ................................................... Energía eléctrica ...................................... Siderurgia pesada .................................... Minería ..................................................... Cementos ................................................. Bancos .....................................................
50% 10% 50% 40% 5%
10% 30% 50% 40% 25% 40% 90%
Es conocida la moda actual de contratar Mantenimiento, y estas proporciones en muchas empresas son sobradamente superadas. 3.6.2 JUSTIFICACIÓN DEL MANTENIMIENTO CONTRATADO Y TENDENCIAS. 3.6.2.1 ORGANIZACIÓN DEL MANTENIMIENTO CONTRATADO Causas tecnológicas La complejidad de algunas máquinas e instalaciones hace necesario el recurrir a servicios externos para resolver las averías, ya que el propio servicio no se puede disponer de técnicos suficientemente especializados. Este podría ser el caso de la reparación de un tubo compresor de una planta enfriadora de agua, o de la reparación de un concentrador de señales en un sistema de gestión técnica centralizada (herramientas, software, repuestos, experiencia). En otros casos la asistencia técnica de los servicios posventa de las distintas máquinas y equipos viene impuesta por la dificultad de acceder a repuestos específicos y a la información técnica necesaria para poder actuar con garantías en el equipo. En equipos gobernados por microprocesadores o con sistemas de control digital es cada vez más difícil el poder actuar sobre ellos sin la preparación y el consentimiento del propio fabricante.
100xfijaPlantilla
contratadaPlantilla
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Motivaciones de tipo legal El cumplimiento de las normativas de seguridad impone que ciertos trabajos de mantenimiento, sean llevados a cabo por empresas que dispongan de acreditaciones específicas con medios técnicos y humanos cualificados. Este es el caso de las actuaciones de mantenimiento de ascensores, inspecciones de estaciones transformadoras, mantenimiento de instalaciones radioactivas, mantenimiento o ensayos con gammagrafía, etc. Motivaciones de coste Al ser la naturaleza de muchos de los trabajos de mantenimiento variada, que implica diversas tecnologías y especialidades, puede producirse el hecho de la infrautilización de personas y equipos en el caso de desear ser autosuficiente en todas las especialidades. La contratación convierte costos fijos en costos variables en función de la actividad. En muchos casos es mas fácil exigir resultados y rendimientos a una empresa exterior que a la propia plantilla, en especial en instituciones grandes en las que el personal está amparado por convenios y normativas de tipo laboral. Motivaciones de tipo estratégicas En determinadas empresas se toma la decisión estratégica de concentrarse en la actividad principal del negocio y dejar que las funciones de soporte a la actividad principal las ejecuten empresas especializadas en estas tareas, es el caso de la contratación de servicios de limpieza, lavandería, hostelería, mantenimiento, etc. CLASES DE CONTRATOS DE MANTENIMIENTO Contrato formal e informal Para contratar un actividad de mantenimiento en principio no hace falta ningún tipo de contrato escrito, tan solo hace falta la solicitud o encargo que hace el contratante al contratista de que ejecute una determinada reparación. El contratista a partir de la demanda se ocupará de ejecutar el trabajo sin otra limitación que la de acabar con éxito el encargo recibido. El contratante por el hecho de solicitar una intervención asume el compromiso de sufragar el coste de los servicios prestados. Este modelo se denomina contrato informal.
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Por el contrario cuando la actividad de mantenimiento se intenta regular con una serie de pactos escritos se da paso a los contratos formales. Existen cinco tipologías básicas de modalidad de contratación que son: Por administración Por precios unitarios Por precios globales Contratos por administración En este tipo de relación el contratista pone a disposición una serie de recursos humanos y unos medios de trabajo sobre los cuales se establecen, en función de las categorías, unas tarifas de precios unitarios. Los trabajos son dirigidos por el contratante. La coordinación control y eficiencia de los trabajos corre a cargo del contratante que por lo tanto paga todas las faltas de eficiencia. La variable fundamental a controlar es el tiempo de disposición de los servicios. Contratos por precios unitarios En este tipo de contratos se pacta una lista de operaciones a realizar, muy bien definidas y fácilmente medibles en los que se establecen los condicionantes de trabajo a tener en cuenta. La dirección de los trabajos está en manos del contratante pero se establece un catálogo de precios unitarios que sirven para la facturación de los mismos. La responsabilidad adquirida por el contratista es mayor, y en este caso las variaciones en la eficiencia lo premian o castigan, por tanto estará motivado para introducir mejoras en la gestión que aumenten su margen de actuación. El contratante deberá tener un equipo técnico que planifique y defina el alcance de los trabajos, y posteriormente deberá verificar y controlar lo realizado. Contratos a precios globales El contratista realiza el mantenimiento por un precio prefijado y se obliga a aportar los recursos necesarios en cada momento para garantizar la explotación correcta de los elementos objeto del mantenimiento contratado. El riesgo del contratista es muy elevado y por tanto éste aplicará un precio más alto que en los restantes. Es una forma habitual de contratación en el mantenimiento de edificios, por las muchas ventajas que aporta tal como anteriormente se ha citado (precio cierto, presupuesto definido, reducción de plantilla, simplicidad, agilidad, tecnología, etc.).
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Cláusulas generales
1. Datos personales y poderes con los que obran las partes contratantes. 2. Objeto del contrato. 3. Ámbito de actuación. 4. definición de las prestaciones del contrato. 5. Obligaciones del cliente. 6. Duración del contrato. 7. Precio. 8. Facturación. 9. Actualización del importe del contrato. 10. Cláusulas de penalización. 11. Responsabilidad y seguros. 12. Resolución del contrato. 13. Arbitraje.
Contrato Full Service Este tipo de contrato implica que el contratista se ocupa de la gestión integral del Mantenimiento: Preventivo, Predictivo, repuestos, mano de obra, documentación, etc. Y puede tener dos alcances: 1) Determinados equipos especializados (carretillas, carros automáticos de
almacenaje, etc...) 2) La planta completa. Suministra y aporta hasta el propio Jefe de
Mantenimiento. Es una modalidad que se da en algunas empresas europeas, pero no en España.
En cuanto al primer caso, se hacen contratos para cinco años, haciéndose cargo el contratista de todo el Mto., incluida la informática, si el equipo la llevara consigo. Estas empresas de Mto. conservan y ofrecen también sistemas de autodiagnóstico antes de arrancar el equipo, lo cual mejora la seguridad del conductor. 3.6.2.2 CONTRATO DE MANTENIMIENTO EN PARTNERSHIP Partnership Partnership significa que la Empresa Contratista y la empresa Contratante comparten los objetivos en general y más específicamente los de costes y de fiabilidad, así como los beneficios resultantes de alcanzar dichos objetivos. Es fundamental que los elementos siguientes estén presentes para que un Partnership tenga éxito: • Por parte del Contratante:
- La Dirección entiende y comparte el concepto de Partnership.
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- La Supervisión de Mantenimiento está técnicamente preparada y es capaz de gestionar junto con la Empresa de Contrata, las necesidades que en cada momento se le planteen.
- Un sistema informático de gestión adecuado a las necesidades de los procesos de mantenimiento.
• Por parte de la empresa de contrata:
- La Dirección y la organización entienden y comparten el concepto de Partnership.
- La empresa de contrata dispone de una tecnología de mantenimiento que aplicada en la empresa, permita ir evolucionando hacia una situación de menores costes y mayor disponibilidad.
Implantación A la empresa que resultó finalista se le proporcionó toda la información complementaria que nos pidió sobre históricos de mantenimiento (número de averías, horas de intervención de paradas, número de paradas, tiempo de paradas, número de paradas, tiempo de parada, tiempo de no producción de la fábrica, etc.) de tal manera que tuvieran datos suficientes y adecuados a la hora de presentar su última oferta técnica y económica. La empresa de Contrata se compromete a realizar el mantenimiento mecánico de las instalaciones a un precio fijo, con el resultado de una cierta disponibilidad de la instalación (X horas/año) y un cierto número de paradas (Y paradas/planta y año). El contrato En el detalle la disponibilidad de los recursos de la empresa de servicios. Los objetivos de disponibilidad de la instalación y número de paradas. Los objetivos de seguridad y medio ambiente. El precio fijo. El bonus/malus ligado al efecto para la propiedad de los resultados de
mantenimiento. La contribución de los servicios técnicos de la empresa de servicios en
mejorar la fiabilidad de la instalación. Un acuerdo de mejora continua por parte de ambas empresas tanto en
costes como en fiabilidad. Una revisión periódica que contraste los resultados obtenidos con los
objetivos establecidos. Que la empresa de servicios mantendrá la confidencialidad en lo
desarrollado por ella o por la propiedad.
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Propiedad y empresa de servicios entienden y aceptan el concepto de Partnership Comparten los objetivos. Tienen coste/ingresos variables según resultados. Dispone de buena tecnología de mantenimiento (Empresa de Servicios). Tiene buena calidad de la supervisión (ambas). Hacen seguimiento de resultados y ajuste de desviaciones. Adecuan el contrato al cambio de situaciones. Están de acuerdo en la mejora continua. 3.7. RELACIONES HUMANAS EN MTO. TÉCNICAS DE NEGOCIACIÓN DEL MANDO DE MTO. 3.7.1 RELACIONES HUMANAS MTO. TÉCNICAS DE NEGOCIACIÓN El ingeniero de Mto, en el ejercicio de sus tareas, en sus relaciones humanas se halla fuertemente presionado en todas las direcciones, debiendo muchas veces “soportar” fuerzas de sentido opuesto. Se ve obligado entonces a actuar con gran diplomacia, y a ser un buen gestor de relaciones humanas. El siguiente esquema señala los interlocutores más habituales que presionan al Ingeniero de Mto.
Dirección Compras Producción Contratos de Mto. Ingeniero Seguridad e instalaciones de Mto. Recursos humanos Calidad Cliente Ingeniería
Trabajadores de Mto.
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3.7.1.1. EL MANDO DE MTO Y LA AUTORIDAD a) Concepto de autoridad del mando
Definición previa de Autoridad: Facultad y capacidad para tomar decisiones. Posibilidad de ser obedecido. Hoy día concebimos cinco clases de Autoridad:
- Mítica. - Sacral. - Coactiva. - Autoridad-responsabilidad. - Autoridad-Servicio
Existe tensión entre la autoridad y la libertad. - ¿Existe tensión en toda sociedad? - Donde existe una relación Jefe-subordinado. - ¿Es normal la tensión? Aceptarla como un hecho, predispone al equilibrio. - ¿Es necesaria la tensión? Lo es, como así lo atestigua: La necesidad de dejarse oír. - La necesidad de autenticidad y de revisión. - La presencia de los contestatarios en todos los grupos de trabajo. - ¿Es buena la tensión? Sí lo es, si: - Se mantiene el mutuo respeto. - El propósito es constructivo. - Hay precisión de objetivos. La autoridad y la libertad son dos principios activos y cada uno tiende a realizarse más perfectamente, más plenamente. La autoridad y la libertad necesitan mutuamente coexistir de un modo equilibrado; lo importante es la finalidad como indicador. La responsabilidad de los que tienen autoridad, es percatarse de:
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- Existencia de tensiones por mal uso de la autoridad. - La falta de valoración, de respeto. El recelo y la desconfianza habituales,
agentes de tensión. - El cargo y la persona. Cuestión de personalidades.
Por otra parte, la autoridad del mando se basa en:
La aceptación del mando: Un acto libre de la voluntad que no puede ser forzado por nadie.
Y a veces, el mando de Mto. actúa con:
Ineficacia, cuando se apoya en la autoridad formal para evitar las tensiones.
Eficacia, al crear condiciones para que el subordinado asuma sus responsabilidades con libertad. El fomento de la libertad responsable.
Y debe ser consciente de la necesidad de crear cauces donde la fuerza de la libertad se exprese y fecunde.
El mando de Mto. debe darse cuenta de que la opinión pública CONTESTA decisiones de la autoridad, y por ello debe tener acceso a la opinión, evitando las clandestinidades en su Servicio, y adquirir la costumbre de consultar. Y debe tener bien presente el principio de que nadie boicotea una orden en la que ha tomado parte.
b) El prestigio de autoridad.
Para centrar este asunto es preciso situarse lejos de la figura tradicional de autoritarismo, y acercarse a la imagen de autoridad aceptada por el que obedece.
¿Ante quién el prestigio del jefe de Mto.?
• Ante sus jefes. • Ante sus subordinados. • Ante los resultados.
El jefe de Mto. debe buscar su prestigio personal merced a la búsqueda de los resultados comunitarios, tratando de mejorar su competencia profesional, que es un factor de primera línea.
Las actitudes que favorecen la autoridad son:
• Actitud de conocer los problemas, la vida, las personas gobernadas. • Actitud abierta al CAMBIO. • Actitud de buscar soluciones que eviten o aligeren las cargas de los
gobernados. • Actitud de comprometerse. • Actitud de considerar seriamente a los gobernados.
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• Actitud de preocuparse más de las personas que de las máquinas. Una cosa es pensar bien de la autoridad y otra usarla como se piensa. Es necesario ser consecuentes con la acción. Por ello, pueden aparecer situaciones irregulares en el desempeño de la autoridad, como:
- El uso arbitrario, autocrático, unilateral. - El apoyo en la situación de privilegio. - Las exigencias de protocolo y efectos.
Cuando existe temor a la pérdida de prestigio de la autoridad del Jefe de Mto. ¿Procede aquél de los avances sociales de nuestro tiempo o por defectos de la propia autoridad? La respuesta es que procede del espíritu de independencia de nuestro tiempo, y de otros factores difíciles de analizar. c) Valores de la autoridad. La autoridad desplegada por el Jefe de Mto. debe poseer un conjunto de valores que, sin duda, la hacen eficaz. Estos valores son: Valor de EJEMPLARIDAD "La autoridad tiene todo su valor cuando cumple con su obligación y la pierde cuando deja de cumplirla" Valor de SOBRIEDAD "La supervaloración de la autoridad produce directamente el efecto de separación y pone a prueba su verdadera eficacia". Valor de CREATIVIDAD "La autoridad que se pone a prueba y se gasta en los detalles hace que quienes la reciben abdiquen de sus responsabilidades". Valor de JUSTICIA "El abuso de poder lesiona la dignidad de la persona sobre la cual se ha ejercido". Valor de DINAMISMO "La autoridad verdadera no se limita a aplicar la ley, sino a interpretar y hacer vivir su espíritu".
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Valor de ADAPTACION "Las situaciones son cambiantes. A veces profundamente cambiantes y pueden requerir un distinto grado o estilo de autoridad". Valor de HUMANISMO "La autoridad se ejerce por personas, a través de personas y a personas". Valor de LIDERAZGO "El Jefe de Mto. representa al grupo. Tanto dentro como fuera conserva los objetivos que lo crean y lo cimentan. Define la acción, hace converger esfuerzos, conduce al éxito. Ayuda a cada uno, quita los obstáculos, toma, o hace tomar las decisiones, sabe asumir los riesgos cuando es necesario. Organiza, hace que reine el orden necesario. Zanja las dificultades con equidad, hace respetar las reglas de convivencia en el grupo. d) La autoridad como SERVICIO La autoridad tiene su fin primario en el bien común. ordenar, favorecer, coordinar una serie de medios para que el desarrollo personal y comunitario crezca. Este es su objetivo fundamental. Sin esta misión, no tiene sentido. El uso de la autoridad en provecho propio es un abuso. El recto uso de la misma tiene que estar orientado al SERVICIO de los que son gobernados.
- ¿Cómo hacerlo a nivel de Jefe de Mto. con su grupo de colaboradores? - Conociendo las capacidades de los subordinados y situarlos donde puedan
desarrollar más sus facultades. - Proporcionándoles los medios necesarios para el cumplimiento de sus
objetivos (útiles, herramientas, formación, dinero ...) - Creando en ellos la confianza por la persuasión. - Dejándoles margen para sus opciones y decisiones y frenándoles Solo
cuando sea necesario evitar conflictos con las decisiones y opciones de otros.
- Fomentando su iniciativa y poder creador. - Considerándolos auténticos colaboradores y dándoles plena confianza. - Uniendo al grupo sin restar a nadie su responsabilidad. - Representarles a todos los efectos. - Confiando a los colaboradores campos de responsabilidad cada vez
mayores a la vez que se les prepara para ello. - Adivinando los cambios y adelantándose para que sean recibidas con
preparación.
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En resumen: La autoridad es en sí misma un bien y como todo bien es preciso compartirlo. El que tiene la autoridad la tiene para administrarla y su administración consiste en hacer posible el cumplimiento de los fines y el desarrollo integral de las personas y la comunidad. 3.7.1.2. LA DELEGACIÓN DEL JEFE DE MANTENIMIENTO
La estructura vital del Mantenimiento es una CADENA de ENCARGOS de trabajo y las correspondientes REALIZACIONES. El Jefe de Mto. tiene bien grabado en la mente que está para HACER-HACER en el tiempo. Ahora bien: Lo que no es DELEGACION: - Teledirigir a su personal. - El "dejar hacer” libremente - Aligerarse de cargas pasándoselas a sus subordinados. Lo que sí es DELEGACION: - Un encargo confiado y responsable. - Inculcar el sentido de responsabilidad en el colaborador. - Permitir entrar al subordinado en las decisiones. - Emplear la autoridad proporcionada a la exigencia, a la importancia del asunto. - Asumir la responsabilidad de los resultados. En resumen, podemos decir que DELEGAR ES:
- Precisar los OBJETIVOS. - Dar DIRECTRICES - Dejar al colaborador la iniciativa en la realización. - Controlar los RESULTADOS. Ventajas de la delegación. La delegación del Jefe de Mto. crea una confianza MUTUA entre Jefe colaborador, señalando las responsabilidades y compromisos de ambas partes. El jefe cubre las áreas de su responsabilidad y define progresivamente los "papeles" de cada subordinado. A su vez, crea reglas de juego fomentando el desarrollo de la responsabilidad y de la personalidad de sus colaboradores.
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Todo ello se traduce en mayor rapidez y agilidad de las decisiones, acercándolas a los hechos y a la realidad. Condiciones para delegar bien. Hay que distinguir si se trata de una DELEGACION CONTINUADA o de una delegación OPERACIONAL. Pero en cualquier caso pueden VALER estas REGLAS: a) DEFINIR claramente los OBJETIVOS. b) De modo VERBAL o ESCRITO precisar los PUNTOS CLAVE, CUELLOS
de BOTELLA, COORDINACIONES, etc... c) Saber que el colaborador tenga COMPETENCIA. d) Dar TIEMPO e) El Jefe de Mto. debe conservar el CONTROL (acciones CORRECTIVAS)
y prefijarlo. f) La RESPONSABILIDAD ante los resultados es del Jefe de Mto. Además, a posteriori, según como han salido, deben ANALIZARSE dialogando de nuevo para señalar MEJORAS: - Si han salido BIEN, para reafirmar los puntos de GARANTIA. - Si han salido MAL, para detectar y corregir CAUSAS. Los fallos pueden OCURRIR cuando: 1) El jefe cree haber delegado, pero el colaborador no lo ha entendido así. 2) Ha delegado, pero el subordinado no conoce DETALLES. 3) El colaborador no le ha dado IMPORTANCIA. 4) Se ha delegado responsabilidad, pero no AUTORIDAD. No todas las tareas pueden delegarse. Hay algunos que supondrían DEJACION y ABANDONO, y por tanto DESRESPONSABILIZACION. Tareas indelegables son: - Las de CONDUCCION DEL GRUPO de Mto., como la creación del clima, el
reparto de trabajos, los métodos, etc. - Las de COORDINACION dentro del equipo y fuera del mismo. - Las de CONTROL de las actividades y Resultados. - Las decisiones DISCIPLINARIAS más DESAGRADABLES. - Las de mucha importancia ECONOMICA. - Las de mucha repercusión SOCIOLOGICA.
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3.7.1.3 EL INGENIERO DE MTO COMO TÉCNICO NEGOCIADOR
1 INTRODUCCIÓN En los tiempos que corren ha cambiado sustancialmente la manera de dirigir al personal. Se tiende hacia el logro de un permanente estado de NEGOCIACION, entendiendo por tal vocablo, no aspectos relacionados con los "convenios y pactos", sino a situaciones de aceptación entre el jefe y el subordinado, que a su vez implican el conocimiento de uno por el otro y viceversa. Se infiere de ello que para el Jefe de Mantenimiento es vital conocer bien las cualidades, tanto aptitudes como actitudes, de sus mandos y operarios. Pero a su vez necesita conocerse bien a sí mismo. Adquiere nuevo vigor el dicho socrático “Conócete a ti mismo”. El enfoque de las relaciones humanas en el servicio de Mantenimiento apunta hacia la mejora de las relaciones interpersonales y hacia el establecimiento de un mejor clima de confianza, fomentando simultáneamente la flexibilidad a los cambios que las nuevas estructuras laborales, sociales y técnicas promueven en su departamento. En cualquier negociación, que pueda aparecer en el seno de la organización humana del Mantenimiento, es conveniente establecer un conjunto sucesivo de etapas, que rematen el éxito del acuerdo. Estas citadas etapas, fundamentadas en la mutua confianza y en la apertura hacia lo nuevo, constituyen el meollo del joven estilo de Dirección que vamos a estudiar. 2 DOBLE CLASIFICACIÓN DEL ENCARGADO U OPERARIO DE MANTENIMIENTO. Estableceremos una doble clasificación básica para que el Jefe de Mantenimiento asimile los conceptos: a) El encargado u operario MAS FACIL. b) El encargado u operario MAS DIFICIL. a) Debemos imaginarnos al encargado más "dirigible", al que mejor responde y
aquél con el que más sencillo es hablar. Equivale ello a pensar en el encargado con el que mejor se relacione el Jefe de Mantenimiento. Una descripción típica de este encargado bien pudiera ser la siguiente: - Medianamente inteligente. - Acomodaticio, satisfecho de su situación. - Poco exigente. Espíritu no crítico. - Responsable pero de poca entidad.
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- Obediente. Secunda cualquier iniciativa. - Se obtiene de él no demasiada eficacia. - NO ME IMPORTARIA PRESCINDIR DE ÉL. b) Imaginémonos ahora el otro extremo, es decir, el encargado con quien el Jefe de Mantenimiento peor se lleva, a quién le resulta más difícil dirigir. Una descripción puede ser esta: - Domina perfectamente su área profesional. - Un tanto triunfador, cierto endiosamiento. - Cortocircuita a veces al Jefe de Mantenimiento. - Dirige mal a sus oficiales porque se cree suficiente. - Quizás no acepta al Jefe de Mantenimiento. - Existe una permanente contienda con éste. - La situación ha ido cambiando. - El jefe de Mantenimiento ha tenido que ganárselo, aún actuando mal. Esta antinomia entre dos hombres de una misma organización va a permitir al Jefe de Mantenimiento seguir paso a paso las técnicas de Dirección y Negociación que en capítulos siguientes expondremos. 3. EL JEFE DE MANTENIMIENTO EFECTIVO – FUNCIONES INTERPERSONALES Y ASPECTOS DE SU PERSONA. Vamos a analizar dos importantes facetas del Jefe de Mantenimiento considerando como hombre que debe ser efectivo en su gestión: En primer lugar son los ASPECTOS de su persona que provienen funda- mentalmente de: - Conocimientos técnicos y profesionales. - Habilidad en las tareas (sistemas y métodos, organización) Y en segundo lugar las FUNCIONES o habilidad en el trato interpersonal, o DESTREZAS INTERPERSONALES. Entonces un Jefe de Mantenimiento efectivo se define en su persona y en sus relaciones con las demás según el siguiente enlazamiento de cuadros:
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El Jefe de Mantenimiento EFECTIVO
ASPECTOS de su FUNCIONES Persona (destrezas interpersonales) SU Comportamiento CREAR Y MANTENER Influyen en A C T O S CONFIANZA Proviene de SUS Influyen en SOLUCIONAR SENTIMIENTOS/pen- samientos PROBLEMAS Provienen de Escalas de valores Influyen en AGENTE O FACILITA DOR del Prioridades CAMBIO. Actitudes Proceden de SATISFACCION DE SATISFACTOR DE Influyen en NECESIDADES NECESIDADES (mutuas)
El Jefe de Mantenimiento gana y el Encargado gana
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4. LA CONFIANZA Si nos formuláramos algunas preguntas tales como: ¿Por qué se decidió por su médico de cabecera? ¿Por qué a usted le gusta trabajar (o no le gusta) en su empresa? Veríamos una amplia gama de respuestas con un fondo común a todas ellas: la existencia de confianza o la falta de ella.
Por ejemplo:
- Parecía auténticamente interesado en ayudar. - Siempre estaba allí donde le necesitábamos. - Aquí te hacen sentir parte del equipo. - Si te dice que lo hará, dalo por hecho.
En este caso se trasluce la confianza. En este otro hace su aparición la falta de confianza: - Cuando hablé con él parecía ausente. - Aquí estás sólo. A nadie le importa nada. - La semana que viene tendrá otra excusa. - Sólo le interesa lo suyo.
La confianza es la base de cualquier relación entre personas, sobre todo en el campo del comercio y la negociación.
Los operarios y encargados de Mantenimiento se motivan cuando existe en el departamento un elevado nivel de confianza.
a) Volvamos nuevamente a imaginarnos al encargado más fácil, con el que
mejor nos relacionamos, y veamos si ello obedece a qué él tiene confianza en el Jefe de Mantenimiento.
Equivale ello a:
- Ver si hay adecuación entre lo que se dice y el comportamiento. - O quizás porque el encargado es un hombre sin sentido crítico y es muy
acomodaticio. - Tal vez es un hombre sin profundidad.
A lo mejor, la razón es:
- Que hay confianza mutua. - Existe una relación muy fina, muy atenta. - Que se evita, a toda costa, el nacimiento de desconfianza a base de
intercomunicación permanente.
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b) Entonces el Jefe de Mantenimiento cree que hay esa confianza porque:
- Subsiste adecuación entre lo que se dice y cómo se actúa (conducta) - Soluciona (el Jefe de Mto.) los problemas del otro. Está a disposición
de…..... - Le da parte de lo que tiene: empresa, poder, delegación. - Sabe decir si o no cuando es menester. - El encargado se ve aceptado como es y se cuenta con él. - Cuando se ve enriquecido, mejorado. - Cuando se satisfacen necesidades.
a) materiales; a veces imposible. b) no materiales; siempre posible.
c) Volvamos de nuevo a imaginarnos al encargado más difícil. Aquél con el
cual nos es más difícil relacionarnos, y comprobemos si ello es consecuencia de falta de confianza:
- quizás radique en la insatisfacción de necesidades. - domina su campo y el Jefe de Mto. no tanto. - el encargado no comprende otros problemas. - trae problemas de difícil solución.
d) ¿Por qué existe esa desconfianza?
- Porque aparece una desconfianza en abstracto. - Delegación difícil, porque hace mal uso de ella. - Mentalidad rígida… y muy autosuficiente. - Por no poder llevarlo personalmente en todo.
5. LOS ELEMENTOS DE LA CONFIANZA
Los buenos Jefes de Mantenimiento crean confianza en las relaciones con sus subordinados. Pero ¿de manera innata y natural? o quizás precisen de una metodología y disciplina. Los profesionales experimentados no se fían de las habilidades que suceden de forma natural y realizan dos cosas: a) Analizan su comportamiento para descubrir qué es lo que funciona bien
y mal.
b) Practican lo que han aprendido que funciona bien, hasta lograr "naturalidad" en los casos reales que se le presentan.
A continuación analizaremos qué es lo que hace el Jefe de Mantenimiento de éxito para infundir confianza en las relaciones con sus subordinados, y después deberemos practicar hasta que nos resulte familiar. La confianza se compone de cuatro elementos, los cuales están presentes en todas las cosas que hacemos y decimos, en nuestras acciones.
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Vale ello a dejar a un lado nuestras intenciones y sentimientos y subrayar solamente nuestros actos. Los encargados y operarios confían en el Jefe de Mantenimiento según lo que hace. Ellos no saben nada de sus sentimientos ni de su sinceridad o buenas intenciones. Ellos solo saben lo que él hace. Los cuatro elementos de la confianza son: - Credibilidad. - Aceptación. - Apertura. - Congruencia. Credibilidad El primer elemento es la credibilidad. Los subordinados desean saber si el Jefe de Mantenimiento hace lo que dice que hará. Es difícil tener confianza en la gente que hace promesas que luego no cumple. No se debe prometer aquello que no se puede realizar, aunque creamos que le hagan caso ahora o que se calme con ello a un oficial.
· furioso. A largo plazo perjudicará al Jefe. · El jefe de Mantenimiento debe hacer lo que dice que va a realizar, · y si no pudiera hacerlo no diga que va a llevarlo a la práctica.
Aceptación
Siendo tan fundamental, la credibilidad no crea por sí misma la confianza en la relación Jefe/Subordinado. Son necesarios más elementos. El segundo de ellos es la aceptación. Todo el mundo quiere ser aceptado por lo que es. No le agrada que lo juzguen, ni lo critiquen, ni que se le haga sentirse inferior. El Jefe de Mantenimiento, es tal porque es competente, conoce la maquinaria, sabe lo que puede hacerse y lo que no. Es fácil dar la impresión a los subordinados de que son un poco estúpidos, o insuficientemente dotados, como para no entender tanto como él sobre la empresa, sobre la nueva instalación o proyecto. También resulta sencillo humillar al encargado utilizando jerga técnica o alguna referencia con la que éste no se halle familiarizado. El Jefe de Mantenimiento debe aceptar al subordinado por lo que esta persona es: joven o viejo, el más inteligente o el trabajador duro, no tan inteligente, alto o bajo, simpático o antipático. El encargado, en cuanto trabaja para aquél, "está bien". Es misión del Jefe hacerle conocer y sentir que su subordinado es la persona más importante del mundo. No está juzgándole ni criticándole. Está aceptando a estas personas como son y por lo que son.
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Apertura y sinceridad El tercer elemento de la confianza es la franqueza, la sinceridad. Las personas desean cooperar mejor con jefes que se pongan a su nivel, que les hagan saber los detalles de las cosas, aunque algunos pormenores puedan ser desagradables, y que no escondan nada. Es decir, la gente puede aceptar buenas o malas noticias, pero no puede aceptar sorpresas. Si el Jefe de Mantenimiento descubre que ha habido un cambio de planes que afecta a un encargado, o si está descontento con los resultados del trabajo de este empleado, sin duda que éste debe conocer lo el primero. El subordinado respetará y confiará más en el Jefe por su franqueza, por su apertura, pasando a ocupar la plaza de persona honesta y franca, abierta y recta, y (si la aceptación estuviere incluida en la franqueza) el encargado deseará trabajar para su Jefe.
Además, si comenta abiertamente a su subordinado lo que el Jefe siente, lo que piensa y cree, lo que considera prioritario, el Jefe de Mantenimiento será más creíble y su gente trabajará mejor para él. Congruencia El cuarto elemento que crea confianza es la CONGRUENCIA, es decir la correspondencia entre el conocimiento de lo que dice, y lo que cree, o entre lo que sabe que es cierto y lo que hace.
Puede existir confusión entre congruencia y credibilidad, por cuanto son conceptos parecidos. Pero existe una notable diferencia:
Credibilidad equivale a llevar a cabo las promesas y compromisos que hizo el Jefe de Mantenimiento, es decir "Haré lo que digo que haré". Congruencia significa decir y hacer lo que creo es recto y honrado, es decir, lo que es cierto incluso aunque ello sea desagradable y no exactamente lo que cree que su subordinado desearía escuchar. El Jefe de Mantenimiento no se mantendrá mucho tiempo si es falso. El hecho de dorar la píldora para que se la trague un subordinado no favorece su gestión a medio y largo plazo. Aunque temporalmente este comportamiento le dé buen resultado, y le alivie en situaciones desagradables, tarde o temprano se volverá en contra de él y la confianza disminuirá o desaparecerá. Resumen
Los cuatro componentes de la confianza: credibilidad, aceptación, franqueza y congruencia o consecuencia, son fundamentales hasta tal extremo, que la desaparición de uno sólo de ellos malograría el efecto.
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La creación de confianza es lenta y cuesta tiempo, pero, desgraciadamente, en un instante puede desaparecer por no aplicar los cuatro elementos componentes. Si el Jefe de Mantenimiento desea tener excelentes relaciones de trabajo, y adquirir un sólido basamento para cualquier tipo de negociación, es necesario que sea:
Creíble, aceptador, sincero, congruente
Es evidente que cada persona encuentra más dificultades en algunos de los cuatro elementos, y que debe hacerse un examen de conciencia para determinar los puntos flacos de su nivel de confianza. Puede haber Jefes de Mantenimiento que adolezcan de incongruencia o de insinceridad, o de cerrazón, o de infiabilidad. Otros pueden sufrir dos o más combinaciones. En fin, somos partidarios de la corrección o enderezamiento paulatino de estos fallos, labor que con buena disposición, es fácil de lograr merced a las técnicas, explicadas a continuación. 6. CUADRO DE ESTILOS DE COMPORTAMIENTO Se trata de determinar como ven otros al Jefe de Mantenimiento y como ve a sus subordinados el Jefe de Mantenimiento. Para ello comenzaremos clasificando a las personas en cuatro tendencias antagónicas dos a dos: 1) Espontáneo o 2) Autocontrolado 3) Dominante o 4) Sumiso
De tal suerte que a más espontáneo más manifiesta y se deja llevar por los SENTIMIENTOS; y a más autocontrolado más influye la RAZON; a más dominante más espíritu de LUCHA; a más sumiso más HUIDIZO O ESCONDIDO. Esta cuatripartita clasificación llevada a unos ejes de coordenadas, adopta la siguiente figura
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ESPONTANEO ESTILO ESTILO PROMOTOR COOPERADOR
A B
DOMINANTE 0 10 SUMISO
(5,5) D C
ESTILO ESTILO CONTROLADOR ANALÍTICO
AUTOCONTROLADO 0
En ella, delimitan cuatro zonas que dan lugar a cuatro estilos de comportamiento: - Promotor. - Cooperador. - Controlador. - Analítico.
Al deslizarse la tendencia de cada individuo sobre los ejes de coordenadas nos definen su estilo: A, B, C, D.
A groso modo pueden sintetizarse las características de cada estilo Con los siguientes calificativos: Estilo promotor: activo, imaginativo, creativo, emprendedor, enérgico. Estilo cooperador: servicial, hombre de equipo, leal. Estilo controlador: observador, exigente, eficiente, valorador de resultados y
hechos. Estilo analítico: minucioso, persistente, sistemático, metódico, preciso.
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Cada estilo de comportamiento lleva consigo varios puntos fuertes y puntos débiles, que permiten acotar mejor su definición. Persona de estilo PROMOTOR
Puntos fuertes
Arrollador Ambicioso Inquieto Egocéntrico Creador Osado Vital
Puntos débiles
Poco constante No profundo Despectivo Hace trampas Aire triunfador
Persona de estilo COOPERADOR
Sacrificado Paciente Acomodaticio Dialogante Escuchador Leal Prudente
Excesiva dependencia Débil Poco activo Mentalmente indolente
Persona de estilo CONTROLADOR
Cuadriculado Comprobador Exigente Dominante Afán de resultados
Deshumanizado No comprende debilida- des Posee la verdad Siempre tiene razón
Persona de estilo ANALITICO
Frialdad Ordenado Preciso Perfeccionista Inductivo Crítico Duro – insensible Racional
Despreciativo Oscuro Poco imaginativo Poco empuje Necesita muchos datos
Generalmente los diferentes estilos de personas tienen diferentes habilidades para crear CONFIANZA:
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Más fuerte Más débil P R O M O T O R ……………………… apertura credibilidad C O O P E R A D O R…………………. aceptación congruencia C O N T R O L A D O R ………………. congruencia aceptación A N A L I T I C O ………………………. credibilidad apertura Además: Las personas con
Necesitan APRENDER
Miden su progreso por
Estilo promotor
Más disciplina Más comedimiento Pararse antes de prometer
Reconocimiento a su labor Que le jaleen “Que tío más bueno” Sentimientos dominantes Reconocimiento externo
Estilo controlador
Más humildad Escuchar más a la gente
Logros le consuelan Result. en sí mismos Menor reconocimiento externo
Estilo cooperador
Más determinación Tomar decisiones más rápidas
Afecto, amistad. Atención Sentimientos más suaves Reconocimiento externo
Estilo analítico
Actividad tranquila Convencimiento de que se está haciendo bien Actividad y seguridad Menor reconocimiento externo
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Por otra parte: Las personas con
Ganan adhesión por medio de
Cuando la situación se hace tensa
Estilo PROMOTOR
Ingenio Capacidad de entusiasmo
Recurre a la pataleta y a la enfermería
Estilo CONTROLADOR
Eficacia
Convence basándose en sus razonamientos
Estilo COOPERADOR
Amigos Más importante cantidad
Si señor – asiente Se pliega a la situación
Estilo ANALITICO
Conocimientos Conocer los datos Máxima información recopilada
Huye de la situación Considera que la razón en los planteamientos la tiene él
7 EJEMPLO RESUMEN El Jefe de Mantenimiento de una fábrica de papel desea organizar bien el Taller Mecánico. Dispone para ello de un encargado cuyo estilo debe definir o determinar. Veamos cómo debe tener lugar la "NEGOCIACION" para llevar a buen fin el CAMBIO de organización del mentado TALLER. Partimos de que el Jefe de Mantenimiento ya ha sido “autocalificado" y supongamos que sea de estilo CONTROLADCR. Para calificar al encargado elegido, le haremos seguir dos direcciones: a) - Más dominante - más sumiso b) - Más formal - más informal a) El Jefe de Mantenimiento deberá tener presente los siguientes pares de
adjetivos y comprobar cuales definen mejor al encargado: Más dominante (x) o más complaciente ( ) Más se responsabiliza (x) o más se deja llevar ( ) Más asertivo (x) o más titubeante ( ) Mas desafiante (x) o más aceptador ( ) Más activo (x) o más pensador ( ) Más se enfrenta (x) o más apoya ( ) Más hablador (x) o más callado ( ) Más atrevido (x) o más se queda al margen ( ) Más intenso (x) o más relajado ( ) Más potente (x) o más sutil ( ) TOTAL 0
Totalicemos solamente la 2ª columna
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x Dominante Sumiso b) Lo mismo con los siguientes pares de adjetivos: Más informal (x) o más formal ( ) Más espontáneo (x) o más disciplinado ( ) Más expresivo (x) o más autocontrolado ( ) Más impulsivo (x) o más metódico ( ) Más cercano (x) o más distante ( ) Más emotivo ( ) o más razonador (X) Más orientado a personas (x) o más orientado a las cosas ( ) Más extrovertido (x) o más reservado ( ) Más dramático (x) o más prosaico ( ) Más cálido (x) o más frío ( ) 9 TOTAL Totalizaremos la 1ª columna 10 Espontáneo 9
8 7 6 5 4 3 2 1 0 Autocontrolado Por consiguiente, el estilo del Encargado es (0,9) o sea PROMOTOR Por supuesto, ya hemos dicho que el Jefe de Mantenimiento es CONTROLADOR, pero maticemos todavía más y consideremos que sea (4,2). Si ahora queremos negociar con él la organización del TALLER, tendremos presente el cuadro de la página y seguiremos las etapas o fases de la negociación:
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1 – Preparación 1-1 Objetivo Organizar según técnicas modernas de Mantenimiento el Taller Mecánico. El Encargado del Taller puede ser el mejor; otro Encargado que hay en la
planta nº 1 quizás fuera satisfactorio. 1-2 Hipótesis de estilo del interlocutor Dominante: 0; espontáneo: 9 - Jefe de M. = (4,2), es decir: Promotor; jefe =
controlador. Verá al jefe de Mtto. más frío y calculador y con la solución en el bolsillo. Luego necesita: Reconocimiento, medalla. Situación delicada por diferencia
de estilos. 1-3 Confianza - Puede ver al jefe "cerrado" (él, apertura) - Me puede ver "zorro" (poco congruente). 1-4 Sentimientos Que vea al Jefe inquisitivo. Que se vea amenazado. Hay que evitar que se cierre (“estancamiento ante el cambio"), defensivo. Evitar que tengamos que luchar. Sus sentimientos de dominante y triunfador y luchador equivalen a "ganará
más prestigio y dinero, y funcionará mejor la sección". 2- Apertura El Jefe de Mantenimiento debe alabar los éxitos anteriores y próximos del
encargado en cuestión. Vamos a hacer algo necesario que va a ser beneficioso para la gente y la
eficacia del Taller mecánico. Por lo que podemos pasar a tratar del tema ¿no le parece? 3- Exploración El asunto es difícil: ¿Cómo ve usted el futuro del Taller mecánico? ¿Qué áreas del mismo están poco desarrolladas o perfeccionadas? ¿Qué cosas nuevas podrían hacerse en el Taller? ¿Qué expectativas tendrán los oficiales del Taller? ¿Qué situación podrían plantear estos ante una posible organización
nueva? ¿Cómo quedaría el encargado y el jefe ante el resto de la plantilla del
Taller?
68
4 - Presentación Se pretende una organización del Taller basada en diversas técnicas
modernas y con aplicación de la informática. Con esto quedaría una organización clara, actual y efectiva. Evitaríamos acumulación de maquinaria sin reparar. Podríamos llegar hasta reparar aquellos conjuntos que enviamos a talleres
exteriores a nuestra empresa. La dirección acogería con mucho agrado la idea y nuestro prestigio
aumentaría. 5- Reaseguramiento Estoy de acuerdo en que necesitaremos tiempo para ello. Comprendo lo que usted me dice, de que debemos empezar por los bancos
de ajuste. Ya sé que llevamos ocho años funcionando de esta manera pero usted
sabe que en el Ciclo T.M.I.O. nos mostraron varias técnicas sencillas que aliviarán, si las aplicamos, la carga de trabajo del Taller.
6- Acción Confío que lo tome con entusiasmo. Lo he elegido a usted, porque creo que es el único capaz de llevar la nueva
organización a cabo. Espero que los demás encargados del Departamento se animen al verle a
usted y lleven a la práctica las técnicas aprendidas. Es posible que el resto de la empresa vea un ejemplo a seguir en el área de
la organización. 7- Estilo y funciones definitivas del Jefe de Mantenimiento. ESTILO: Existe un "modelo patrón” que expresa el deseo de ESTILO de Mando que se quiere. Está recogido en los siguientes apartados: La eficacia de todo Mando de Mantenimiento está - y así ha de medirse - en
el logro de los Objetivos en cuya fijación participará, y que le sean delegados utilizando los medios justos y pertinentes.
La autoridad debe estar presidida por la idea de servicio, de tal forma que
todo Mando, en el ejercicio de la que le corresponde, procure lograr por convencimiento, la adhesión y participación libre y responsable de sus colaboradores.
Es necesario que todo Mando desarrolle progresivamente sus aptitudes
comunitarias, su capacidad de coordinación y se forme más y mejor, para poder participar eficazmente en las tareas de dirección y para conducir su equipo de trabajo.
69
3.8 LA SEGURIDAD EN LOS TRABAJOS DE MANTENIMIENTO. PUESTA EN CONFORMIDAD DE EQUIPOS DE TRABAJO SEGÚN EL R.D. 1215/1997. TÉCNICAS DE SEGURIDAD PARA TRABAJOS DELICADOS EN MANTENIMIENTO. 3.8.1. INTRODUCCIÓN El Servicio de Mantenimiento de una planta Industrial o de Servicios es un sector con una accidentabilidad normalmente superior al resto de las secciones de la Empresa. Esta afirmación es cierta por cuanto:
Es un servicio con una variedad de tareas tan extensa que no existen los riesgos específicos de su oficio con los propios del puesto de trabajo.
Se ve presionado constantemente por los imperativos de la producción o del servicio y fechas de entrega de los mismos.
Se pide prisa en las reparaciones, sacrificando a veces, la calidad de las mismas y por supuesto, la SEGURIDAD por falta de una preparación concienzuda de la tarea, por carencia de herramientas en buen estado e idóneas. Por ello, Mantenimiento suele ser el servicio en el que se da un número de accidentes ALTO, y más índices de frecuencia (If) superiores normalmente al resto de los servicios y departamentos de la Empresa. Por otra parte el Servicio de Mto. interviene activamente en la Seguridad de otros departamentos de la Empresa por medio de reformas, mejoras, trabajos, etc., cuya tendencia debe ir encaminada hacia el logro de índices de gravedad y frecuencia mínimos. 3.8.2. CONTROL DE SEGURIDAD DEL SERVICIO DE MANTENIMIENTO Con objeto de estudiar y clasificar los accidentes habidos en un Servicio de Mantenimiento vamos a suponer un grupo industrial de tipo medio, con una plantilla total de 70 operarios de Mantenimiento distribuidas según las siguientes especialidades: Plantilla Nº de personas Mecánica.................................. 38 Eléctrica y electrónica .............. 14 Plomería y plásticos ................. 8 Albañiles................................... 6 Carpinteros y varios ................. 4 70
70
Desde 2001 a 2004 (4 años) el número de accidentes y porcentajes por especialidad ha sido el siguiente: Tanto por Número de ciento sobre Especialidad accidentes Total accidentes Mecánico .................... 20.................. 60 Eléctrico-Electrón........ 7.................. 20 Plomeros .................... 4.................. 13 Albañiles ..................... 2.................. 4 Carpintero y varios...... 1.................. 3 Estos datos numéricos no son significativos sin la determinación de los índices de frecuencia y gravedad. Para ello adjuntamos la siguiente tabla en la que pueden compararse estos índices de Mantenimiento con los mismos índices de otros sectores de la Empresa. Mto. (1) Resto Em. (2) Ratio (1)/(2) Índice de frecuencia
34
19
1,76
Índice de gravedad
1,81
1,21
1,50
Días baja promedio por accidentes
38
26
1,46
Cifras que revelan la superioridad de la accidentabilidad que existe en el Servicio de Mto. sobre otros servicios de la Empresa. Reportando estos 34 accidentes a las zonas donde han ocurrido, tenemos la siguiente tabla: Accidentes del servicio de Mto. en los sectores de:
Nº
accidentes
Por 100
Producción Manutención y expediciones Talleres Varios (almacenes, oficinas,
comedores) Totales
19 3 7
5 34
56
10,2 20,3
13
100
Recogiendo estos breves datos podemos ejercer un determinado control sobre la marcha de los índices que reflejan valores importantes sobre la influencia de la Seguridad en el Mantenimiento.
71
3.8.3 ANÁLISIS DE LOS ACCIDENTES DEL SERVICIO DE MANTENIMIENTO En este capítulo vamos a ver las CAUSAS más importantes que influyen en los accidentes ocurridos al personal de mantenimiento, y las posibles SOLUCIONES propuestas, de modo general, para evitar su repetición. Hemos tomado un conjunto de 17 causas posibles, y siguiendo con el ejemplo anterior, las clasificaremos de mayor a menor obteniéndose el siguiente cuadro: Causas de influencia primaria en el origen de los accidentes
Nº
accidentes
Por 100
1º. Falta de uso de prendas y medios
de protección personal. 2º. Mal planteamiento del trabajo 3º. Distracción en el trabajo 4º. Imprudencia 5º. Condiciones físicas del oficial 6º. Uso de herramientas en mal estado 7º. Uso de herramientas inadecuadas 8º. Escaleras y accesos en mal estado 9º. Suelos sucios y/o resbaladizos 10º. Falta de normas o procedimientos operatorios 11º. Andamios defectuosos 12º. Simplificación del trabajo 13º. Falta de espacio 14º. Equipo previsto pero no utilizado 15º. Falta de instrucciones 16º. Falta de iluminación 17º. Ambientes nocivos y molestos Totales ……….
8 5 4 3 3 2 2 1 1
1 1 1 1 1 0 0 0
34
23 14 11 9 9 6 6 3 3
3 3 3 3 3 0 0 0
100
Llama la atención que se presente como causa que origina, mayor número de accidentes, el olvido de prendas de protección personal. Esto tiene su explicación: Ante una avería de un equipo, muchas veces, el servicio de Mantenimiento precisa eliminar todos o parte de los medios de Seguridad de la instalación, con objeto de alcanzar o llegar al lugar de actuación. Ello hace que, si existe negligencia en el uso de prendas de protección, el peligro que se cierne sea grande y asimismo la posibilidad de accidente.
72
Tampoco es desdeñable la influencia de la prisa de una gran parte de los trabajos de Mantenimiento, que provoca olvido en el uso de prendas de seguridad. El mal planteamiento del trabajo proviene de que, a veces, se considera constante el modo operatorio de reparación de una avería, es decir, no se tienen en cuenta las circunstancias que acompañan a cada caso, tales como ambiente, altura de instalación, defensas, etc… Las distracciones son corrientes en Mantenimiento. La cantidad de martillazos en dedos y manos y la de golpes en los pies abundan por doquier. Conviene utilizar los guantes y útiles de sujeción de herramientas. Cada día se va alejando la figura del martillo en Mto. sin que desaparezca totalmente y aparecen nuevas herramientas tales como percutoras eléctricas o neumáticas, pistolas, clavadoras, taladros, sierras, extractores de diversos tamaños y tipos, etc… Resumiendo, los accidentes de Mantenimiento pueden agruparse en dos grandes conjuntos: a) De origen OBJETIVO b) De origen SUBJETIVO Normalmente entre un 60 a 75% de los accidentes son de origen SUBJETIVO y entre un 30 a un 40% de origen OBJETIVO. Con la finalidad de ver debidamente estos dos conceptos, vamos a pasar revista, en el ejemplo que estamos desarrollando, a una distribución de los accidentes dentro de las dos clasificaciones a y b.
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Causas SUBJETIVAS de influencia primaria en el origen de los accidentes
Nº
Accidentes
Por 100
1º Falta de uso de prendas y medios de
protección personal 2º Mal planteamiento de trabajo 3º Distracción en el trabajo 4º Imprudencia 5º Condiciones físicas del oficial 6º Simplificación del trabajo 7º Equipo previsto, pero no utilizado 8º Falta de instrucciones Totales ………..
8 5 4 3 3 1 1 0
25
23 14 11 9 9 4 4 0
72%
Causas OBJETIVAS de influencia primaria en el origen de accidentes
1º Uso de herramientas en mal estado 2º Uso de herramientas inadecuadas 3º Escaleras y accesos en mal estado 4º Suelos sucios y/o resbaladizos 5º Andamios defectuosos 6º Falta de espacio 7º Falta de iluminación 8º Ambientes nocivos y molestos Totales
2 2 1 1 1 1 0 0 _ 8
6 6 3 3 3 3 0 0 _
24%
Medidas y soluciones para evitar accidentes en Mantenimiento Hemos recogido diez medidas que deben tomarse para rebajar los accidentes de los operarios de Mantenimiento. Las hemos clasificado de mayor a menor influencia y su peso específico en el conjunto total depende en mayor grado del tipo de empresa u organización. De todas maneras el orden es prácticamente aceptable para todos los equipos y organizaciones de Mantenimiento.
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Soluciones para evitar accidentes en los equipos de Mantenimiento a) Mejorar el equipo de herramientas y la
planificación de los trabajos. b) Obligar el uso de prendas de protección
personal. c) Trabajar con más atención d) Supervisión más frecuente del trabajo. e) Limpieza y orden en el área de trabajo. f) Normas y procedimientos de operación
nuevos. g) Mejorar y mantener dispositivos de
seguridad. h) Conservación en buen estado de los
equipos y medios de trabajo. i) Uso de equipos más idóneos j) Cambiar procedimientos de operación.
3.8.4 MEJORA DE LA SEGURIDAD DEL SERVICIO DE MANTENIMIENTO Los mayores colaboradores de la actualización permanente del riesgo son: 1º) NERVIOSISMO Y ANSIEDAD
Dando lugar a fallos de preparación y planificación de reparaciones de mala calidad y a riesgos, accidentes y absentismo creciente.
La línea ejecutiva que aprieta e insiste con urgencias y prisas
Un fallo de producción Calidad manutención Expedición
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2º) Factores que afectan a las HERRAMIENTAS
A los medios de operación como grúas, transportes, andamios, aparatos de elevación. A los elementos de recambio o reposición, su normalización, su calidad.
3º) Electricidad y Presiones Hidráulicas o Neumáticas Es importante la necesidad de formar al personal de Mantenimiento de manera constante y permanente, incluyendo en los programas de formación que ya estudiaremos más adelante, la Seguridad como elementos clave, sobre todo en los aspectos de tecnología específica y práctica, y siendo un factor a valorar por el Jefe de la aplicación por parte del operario de las normas de Seguridad. En operaciones de Mantenimiento, que entrañan cierto riesgo respecto a la Seguridad del personal, se utilizan “métodos de operación” es decir, el trabajo a efectuar se divide en fases y puntos clave. Aquí entra en juego la elaboración del método a seguir por el operario –o los operarios– analizando cada una de las partes de su trabajo, respondiéndose a la pregunta ¿Qué es lo que hace? y ¿Cómo lo hace?. La respuesta a la primera pregunta es la fase y a la segunda el punto clave. En el punto clave, al responder al Cómo, se tiene en cuenta la forma SEGURA de realizarse cada fase. Por eso se dice que LA SEGURIDAD es un punto clave. En operación de montaje, revisión o desmontaje de grandes conjuntos de instalaciones también es recomendable que, previamente a su ejecución, los mandos de Mantenimiento elaboren el modo operatorio teniendo presente los puntos clave de cada fase de la operación. Es una práctica que se utiliza en muchas empresas, sobre todo cuando las operaciones implican riesgos para la mano de obra.
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Adjuntamos un ejemplar de modo operatorio de montaje de un rodamiento de la excéntrica instalada en una máquina de ensacar productos alimenticios.
EXCENTRICA DEL ASENTADOR M O N T A J E
Qué hacer F A S E
Cómo hacerlo BIEN PU N T O C L A V E
Cómo hacerlo MAL JUSTIFICACION
1. MONTAR EL RODAMIENTO 8
- Sobre el soporte casquillo
excéntrico 2 …………………
a) Con prensa o b) Golpeando con material
blando …………………… En ambos casos operar sobre el aro interior ………………..
Porque si golpeas el aro exterior con martillo duro, deformarás el perfil del rodamiento
2. Colocar la arandela 9
- Orientando la pestaña a la
ranura de la zona roscada.
3. Introducir la tuerca 10
- Roscada en la zona
apropiada y doblando la o las pestañas de la arandela 9 sobre la o las ranuras correspondientes……………
4. Comprobar el giro del
rodamiento 8
FASE PUNTO CLAVE 5. Colocar la cazoleta 5
a) Con prensa: - Apoyar el casquillo por su cara D……… - Orientar la cara A del rodamiento 8 con la boca
B del casquillo 5. - Empujar por la cara E de la pista exterior. b) A mano: - Apoyar el casquillo 5 por su cara D……… - Orientar la cara A del rodamiento 8 con la boca
B del casquillo 5………………………. - Golpear por la cara E de la pista exterior con
material blando……………………….
FASE PUNTO CLAVE 6. Colocar la tapa 4
a) Apoyar el casquillo 5 en su cara D… ….. Orientar la pestaña de la tapa 4 con la boca B del casquillo 5…………………………………….. Golpear suave, con martillo de plástico o similar por la cara F de dicha tapa 4……………………. Fijar la tapa 4 mediante los tornillos C………
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3.8.5. SEÑALIZACION DE SEGURIDAD CONCEPTO DE SEÑALIZACION La SEÑALIZACION en materia de seguridad es un SISTEMA SUPRALINGUAL de CARACTER INTERNACIONAL que informa al individuo sobre la CONDUCTA MAS SEGURA frente a una situación de riesgo. Una señalización efectiva debe: 1. Atraer la atención del receptor 2. Dar a conocer el mensaje 3. Ser clara y de interpretación única. 4. Informar sobre la conducta a seguir 5. Ser posible de cumplir El VALOR DE LA SEÑALIZACION es PURAMENTE PREVENCIONISTA, señalándolo no eliminamos el riesgo, sino que lo resaltamos con el fin de que las personas lo eviten. Usaremos la señalización como complemento a otras técnicas de seguridad cuando no se puede eliminar el riesgo, no se puedan usar prendas de protección personal o no se puedan instalar otras medidas de seguridad. Nos encontramos con señalización óptica, acústica, olfativa y táctil. Es obligación del Jefe de Mantenimiento formar e informar a sus operarios en materia de señales de seguridad. SEÑALIZACION OPTICA La señalización óptica se basa en una serie de factores como por ejemplo la apreciación del color. La apreciación del color se basa en la percepción de la combinación de dos colores.
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Las SEÑALES DE SEGURIDAD son el método de señalización más usado, están reguladas legalmente por el REAL DECRETO 485/1997, DE 14 DE ABRIL, SOBRE DISPOSICIONES MINIMAS EN MATERIA DE SEÑALIZACION DE SEGURIDAD Y SALUD EN EL TRABAJO (BOE número 97 de 23/4/1997), que es una transposición de la Directriz Comunitaria 92/58/CEE, de 24 de junio. Es obligatorio señalar los objetos y situaciones peligrosas y el emplazamiento de las medidas de seguridad. Conceptos más utilizados en señalización: SEÑALIZACION DE SEGURIDAD: suministra una indicación relativa a la
seguridad por medio de un color o una señal de seguridad. COLOR DE SEGURIDAD: color con un significado concreto en seguridad COLOR DE CONTRASTE: color, que complementado al de seguridad, mejora la
visibilidad de la señal y resalta su contenido. SEÑAL DE SEGURIDAD: señal compuesta por un color, una forma geométrica y
una indicación, que ofrece una información sobre seguridad. SEÑAL DE PROHIBICION: prohíbe una conducta peligrosa. SEÑAL DE ADVERTENCIA: advierte de un peligro SEÑAL DE OBLIGACION: obliga a un comportamiento adecuado. SEÑAL DE SALVAMENTO: indica la posición de un dispositivo de salvamento. SEÑAL INDICATIVA: proporciona información de seguridad distinta a las
anteriores. SEÑAL ADICIONAL O AUXILIAR: contiene un texto y se utiliza con otra para
proporcionar informaciones complementarias. SIMBOLO: imagen que describe una situación determinada y se utiliza en las
señales de seguridad. SEÑALES DE SEGURIDAD (COLOR): El COLOR en seguridad debe ser capaz de suscitar en todas las personas la atención y una rápida identificación. Los colores que se usan en seguridad son: . ROJO . AMARILLO . VERDE . AZUL
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y su significado y aplicación son las siguientes:
COLOR
SIGNIFICADO
APLICACIÓN
ROJO
Parada Prohibición
Señal de parada Señal de Prohibición
Equipos de lucha contra Incendios
AMARILLO
Atención Zona de Riesgo
Señalización de riesgos Señalización umbrales, pasillos
VERDE
Situación seguridad Primeros auxilios
Señalización de pasillos y salidas de socorro. Duchas de emergencia. Puestos de primeros auxilios y evacuación.
AZUL
Obligación Indicaciones
Medidas obligatorias Emplazamiento de teléfono; talleres
Las posibles combinaciones de colores en las señales de seguridad son:
COLOR
SEGURIDAD
CONTRASTE
SIMBOLO
Rojo Amarillo Verde Azul
Blanco Negro Blanco Blanco
Negro Negro Blanco Blanco
80
A cada color se le asigna una forma y a cada forma una clase de señal de seguridad.
FORMA
COLOR
CIRCULO TRIANGULO RECTANGULO O CUADRADO
ROJO AMARILLO VERDE AZUL
Prohibición Material contra incendios Atención de riesgo peligro Zona de seguridad Salida de socorro Primeros auxilios Información OBLIGACIÓN Otras indicaciones
Cualquier símbolo es susceptible de ser usado en una señal de seguridad, siempre que sea conocido por todas las personas ante las que va a estar expuesto. Cuando hay que señalar elementos estructurales que no se pueden proteger se pintaran bandas amarillas inclinadas sobre fondo negro. Si en el interior de los centros de trabajo existe circulación de vehículos, ésta se regirá por el Código de Circulación y las señales de tráfico. En obras sobre vías publicas, las señales y marcas en la calzada serán amarillas. AVISOS DE SEGURIDAD Los AVISOS DE SEGURIDAD son pequeños recordatorios de seguridad. Deben contener un mensaje breve y concreto, su cumplimiento debe ser factible. La obligación se expresa con verbos en futuro y la sugerencia con condicionales.
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El uso de COLORES indicará: . ROJO: peligro . AMARILLO: precaución . VERDE: instrucciones de seguridad . BLANCO . NEGRO: avisos direccionales y de información La legislación española obliga a colocar rótulos que se pueden considerar avisos de seguridad. P.ej. O.G.S.H.T. [ORDEN DE 9 DE MARZO DE 1971 (TRABAJO) POR LA QUE SE APRUEBA LA ORDENANZA GENERAL DE SEGURIDAD E HIGIENE EN EL TRABAJO, BOE número 64 de 16/3/1971] Art. 75 ... "En las puertas que no se utilicen normalmente se inscribirá el rótulo "Salida de Emergencia" OTRAS SEÑALES OBLIGATORIAS Señales relacionadas con: Código de Circulación Real Decreto 1999/1979, de 29 de junio, por el que se aprueba un nuevo texto del Reglamento nacional de TRANSPORTE DE MERCANCIAS PELIGROSAS POR CARRETERA (TPC) y se dictan normas complementarias al mismo (BOE número 201 de 22/8/1979). Real Decreto 1211/1990, de 28 de setiembre, por el que se aprueba el Reglamento de la LEY DE ORDENACION DE LOS TRANSPORTES TERRESTRES (BOE número 241 de 8/10/1990). Reglamento de 8 de agosto de 1986, relativo al TRANSPORTE INTERNACIONAL DE MERCANCIAS PELIGROSAS POR FERROCARRIL (RID), Anexo I al Apéndice B (REGLAS UNIFORMES RELATIVAS AL CONTRATO DE TRANSPORTE INTERNACIONAL DE MERCANCIAS POR FERROCARRIL CIM) del Convenio de 9 de mayo de 1980 relativo a los Transportes Internacionales por Ferrocarril (COTIF) (BOE número 199 de 20/8/1986). Reglamentos de Sustancias Peligrosas. .....
82
APLICACIONES OBLIGATORIAS DE LOS COLORES DE SEÑALIZACION Las tuberías deben pintarse con colores distintos para cada fluido o grupo de
fluidos que transporten: Ej. Verde: agua potable Verde con banda blanca: agua caliente Rojo: vapor saturado
Los operarios de Mto. encargados de la reparación de las tuberías deben saber identificar el contenido de estas en base a los colores utilizados, y así evitar accidentes.
También es obligación conocer las características de los gases contenidos en botellas para poder manipularlos en condiciones totalmente seguras.
Así tenemos los siguientes colores:
Rojo: inflamables y combustibles Negro o Gris: oxidantes e inertes Verde: tóxicos y venenosos Amarillo: corrosivos Naranja: butano y propano industriales Gris plateado: mezclas de calibración
En electricidad también es necesario conocer el significado de los colores que
nos van a identificar si el conductor es activo o no: AZUL CLARO .....…… Neutro AMARILLO - VERDE.. Protección NEGRO...........………. Fase 1ª MARRON .........……… Fase 2ª GRIS ...........…………. Fase 3ª La ausencia de color en los hilos conductores puede representar un
accidente grave para el operario encargado de manipularlos. Las tuberías usadas contra incendios deberán estar pintadas de color rojo
vivo, y las que transporten fluidos peligrosos de naranja y negro. OTRAS APLICACIONES DE LOS COLORES DE SEÑALIZACION Sobre elementos que se quieran resaltar (máquinas, comandos, puertas...) Para diferenciar sistemas de mando/pulsadores. Luces de alarma para vehículos (carretillas, vehículos de reparación de
carreteras...)
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BALIZAMIENTO BALIZAMIENTO es la delimitación y acotamiento de una zona determinada de trabajo. Para ello se usan barandillas, barreras, cintas de delimitación y lámparas fijas o intermitentes. ALUMBRADO DE EMERGENCIA Se trata de un sistema de alumbrado que empezará a funcionar cuando falla el sistema habitual, su intensidad luminosa está regulada por la ITC-MIE-BT-025: la intensidad será como mínimo de 5 lux, en potencia instalada: 0,5 W/m2. Se pueden usar los colores de seguridad sobre las luminarias para señalizar mejor los riesgos o peligros, siempre que no disminuyan el nivel de iluminación. El Servicio de Mto. deberá tener en perfecto estado de funcionamiento todos los equipos y luminarias utilizadas en caso de emergencia. La ley marca que ES OBLIGATORIA LA EXISTENCIA DE EQUIPOS DE ALUMBRADO DE EMERGENCIA EN TODOS LOS CENTROS DE TRABAJO. SEÑALIZACION ACUSTICA La SEÑALIZACION ACUSTICA no se utiliza con fines de seguridad, excepto para señales de emergencia o evacuación. Normalmente, en las empresas las señales acústicas se utilizan para marcar el inicio y término de la jornada laboral. Y también, para señalar los distintos tipos de alerta en la empresa. Las señales acústicas para que puedan ser consideradas señales de seguridad deben ser percibidas sin ninguna interferencia por toda la población laboral a la que van dirigidas. En la Ordenanza General de Seguridad e Higiene en el Trabajo se marca la obligatoriedad de utilizar señales acústicas en determinados elementos. P.ej. Art. 108.5 las grúas puente estarán equipadas con dispositivos de señales sonoras. SEÑALIZACION OLFATIVA La SEÑALIZACION OLFATIVA se utiliza mínimamente en seguridad, únicamente para identificar posibles fugas de gases incoloros. La fiabilidad de estas señales de seguridad está limitada por factores físicos tanto del sujeto receptor como del medio a través del cual se transmiten.
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SEÑALIZACION TACTIL Sería interesante que los equipos de manipulación manual tuvieran en cuenta este tipo de señalización, pero hoy en día sólo se usa como reeducación de deficientes visuales. Es tarea de la ergonomía incluir estas señales dentro del campo de la señalización de seguridad. EQUIPOS DE PROTECCION INDIVIDUAL USADOS EN MANTENIMIENTO EQUIPOS DE PROTECCION INDIVIDUAL Se recomienda la utilización de los EQUIPOS o PRENDAS DE PROTECCION INDIVIDUAL siempre que no puedan ser utilizadas las medidas de seguridad, o estas no sean capaces de cubrir todo el riesgo. Las PRENDAS DE PROTECCION PERSONAL no se deben utilizar como alternativa de otras medidas de seguridad, sino como complemento a éstas. La FUNCION de estos equipos ES MINIMIZAR LOS EFECTOS DE UN RIESGO AL QUE EL OPERARIO ESTA CONTINUAMENTE EXPUESTO. Se debe tener especial cuidado en el MANTENIMIENTO EN PERFECTO ESTADO DE ESTAS PRENDAS, puesto que están en contacto directo con la piel del operario. La elección de éstas deberá estar en concordancia con el riesgo que se pretenda eliminar o reducir y con el trabajo que deba realizar el operario. 3.8.6 PROTECCION DE MAQUINAS Y SU MANTENIMIENTO 3.8.6.1 PRINCIPIOS DE PROTECCION La ausencia de accidentes producidos por el funcionamiento de una máquina sin medios de protección no significa que los elementos móviles de esta máquina no sean peligrosos. La aplicación de los medios de protección necesarios además de la supervisión, coordinación, adiestramiento y constante atención del operario, son las variables que condicionan la seguridad óptima en el uso de las máquinas. Se trabaja en base a un principio: a menos que la propia posición del punto o zona de peligro garantice su seguridad, las máquinas deben poseer un medio de protección que elimine o reduzca el peligro, antes de que se pueda acceder al punto o zona de peligro. De aquí se desprende:
- El punto o zona de peligro, debe su seguro por su propia posición o colocación de la máquina
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- La máquina debe estar provista de un adecuado medio de protección que
impide o dificulte el acceso al punto o zona de peligro.
- La máquina debe poseer un adecuado medio de protección, que elimine o reduzca el peligro antes de que pueda ser alcanzado el punto o zona de peligro.
Al ser difícil garantizar que la máquina haya sido diseñada de forma segura, deben preverse medios de protección allí donde se crea que pueda existir un peligro. En algunas máquinas no vale sólo poner mecanismos de protección, sino que éstos deben ser compatibles con la formación de los operarios que las vayan a manejar, además de contar con algún dispositivo especial de seguridad. Para aplicar los principios de protección hay que tener en cuenta: 1) diseño 2) peligros derivados de la máquina 3) riesgos mecánicos 4) riesgos no mecánicos Es necesario tener en cuenta una serie de cuestiones: Cuando sea posible se eliminarán en la fase de diseño las partes peligrosas de la máquina; y si no es posible, en esta fase se incorporarán los mecanismos de protección que sean necesarios. • En algunas máquinas deberán preverse distintos tipos protecciones. • Cuando se utilicen como métodos de protección de elementos móviles de la
máquina: resguardos, cubiertas o pantallas móviles, éstos deberán estar enclavados con el movimiento de las partes que se quieran proteger. LAS OPERACIONES DE MANTENIMIENTO SE DEBERAN LLEVAR A CABO CON EL AISLAMIENTO TOTAL DE LA MAQUINA DEL SUMINISTRO DE ENERGIA.
• EL ENGRASE Y OPERACIONES DE MANTENIMIENTO DE LAS
MAQUINAS DEBERA HACERSE, SIEMPRE QUE SE PUEDA, FUERA DE LAS ZONAS DE PELIGRO, Y A SER POSIBLE EN PARADO.
• Los puntos de trabajo deberán poseer una iluminación complementaria,
adecuada (equipos de iluminación portátil y los que se ajusten manualmente), éstos deberán estar alimentados eléctricamente a tensión de seguridad.
• Los mecanismos o elementos de mandos constitutivos de los dispositivos de
protección tendrían que ser siempre de seguridad positiva.
86
En cuanto a los mecanismos de protección hay que tener en cuenta tres observaciones: 1) Todos los medios de protección deben ser de diseño sólido y de resistencia
adecuada. 2) Los resguardos pueden ser de distintos materiales (metal, madera, vidrio
laminado o templado, materias plásticas...), dependiendo del uso que se les vaya a dar; es necesario tener en cuenta la resistencia o rotura de estos materiales.
3) Las protecciones no tienen que presentar riesgos en sí mismas
(p. ej. atrapamiento, corte, impactos, astillas, asperezas, bordes afilados). En industrias alimentarias las protecciones no deben constituir contaminantes para el Producto.
3.8.6.2 MEDIDAS DE PROTECCIÓN DE LAS MÁQUINAS Clasificamos los medios de protección en: . Fijo . De enclavamiento . Apartamanos y apartacuerpos 1.- Resguardos . Asociado al mando . Distanciadores . Regulable . Autorregulable . Detector mecánico 2.- Detectores de . Detector fotoeléctrico presencia . Dispositivo capacit y ultrasonido . Tarima sensible a la presión . Mando a dos manos 3.- Dispositivos . Movimiento residual . Retención mecánica . Alimentación y extracción 3.8.6.3 SELECCIÓN DE LOS MEDIOS DE PROTECCIÓN Seleccionamos los medios partiendo de la base de que la automatización de un proceso es la manera de trabajar más segura para el operario de producción de dicho puesto; cuando no es posible esta automatización tendremos que buscarle a la máquina alguna medida de protección. Dentro de los métodos de protección, el más seguro es el resguardo fijo y habrá que emplearlo siempre que sea posible, cuando no sea necesario acceder a la zona de peligro durante el tiempo en que la máquina esté funcionando.
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Los mecanismos automáticos de alimentación y extracción son muy valiosos a la hora de prevenir accidentes en los operarios de máquinas, pero pueden originar riesgos en el trabajo de los hombres de Mantenimiento. Por eso, es necesario tomar precauciones para que no se produzcan atrapamientos de las personas entre estos mecanismos y las partes de la máquina o los materiales que son procesados. En los trabajos de Mantenimiento, cuando el operario de Mantenimiento no esté protegido mediante resguardos de enclavamiento u otros, deberá disponer de un riguroso sistema de permiso de trabajo, que evite que accidentalmente se restablezca el suministro de energía en la máquina que se está reparando. Son necesarias prescripciones de seguridad más estrictas que en el caso de operaciones simples, en el caso de acceso a partes peligrosas en máquinas tipo transfer, transportadoras, etc. Cuando se trabaje con procesos automatizados complejos hay que dar especial importancia a los medios de acceso: pasadizos, pasos elevados sobre cintas transportadoras, etc... A la hora de elegir los medios de protección hay que tener en cuenta si es necesario o no el acceso de personas a la zona de peligro mientras la máquina está funcionando. 1) No es necesario el acceso a la zona de peligro: . Resguardos tipo dispositivos alimentación/extrac. . Falsa mesa . Resguardo distanciador: barrera resguardo túnel . Dispositivo detector de presencia 2) Es necesario el acceso a la zona de peligro: . Resguardo de enclavamiento . Apartacuerpos . Detector de presencia . Resguardo regulable . Resguardo autorregulable . Dispositivo de mando a dos manos . Dispositivo de hombre muerto En algunas máquinas, para proteger al operario o a terceras personas, es necesario adoptar varios mecanismos de protección combinados. A la hora de seleccionar el material de los resguardos, hay que pensar los problemas derivados del peso y dimensiones, ya que hay que retirarlas y reponerlas en el trabajo o el mantenimiento normal de la máquina.
88
Los materiales utilizados son: 1. MATERIAL COMPACTO
Normalmente es el más resistente, pero tiene que permitir una refrigeración adecuada. 2. MATERIAL PERFORADO
Debe mantener en todo momento la relación abertura-distancia al punto de peligro. 3. PANTALLAS TRANSPARENTES
Usaremos pantallas de material transparente cuando necesitemos ver zonas de la operación de la máquina tras el resguardo. Los materiales transparentes más usados con el vidrio templado o el plástico rígido. De los materiales plásticos y en orden decreciente en cuanto a su resistencia, podemos citar el policarbonato, el acetato de celulosa y la resina acrílica. Las indicaciones referidas a la resistencia al calor de estos materiales son: no podemos usar policarbonato en situaciones que se alcancen temperaturas superiores a 135ºC, resina acrílica en temperaturas superiores a 90ºC y acetato de celulosa para más de 70ºC. Hay que tener en cuenta, además, que estos materiales se rayan, lo que disminuye considerablemente su transparencia-visibilidad. 3.8.7 PELIGROS DERIVADOS DEL FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS EN REVISIONES Y REPARACIONES 3.8.7.1 PELIGROS EN GENERAL Que una máquina funcionando sin ninguna protección no produzca accidentes, no quiere decir que sea segura. No podemos sustituir nunca las medidas de protección por otras medidas como pueden ser la formación, la supervisión y la coordinación, que son importantes, pero deben ir integradas no aisladas. Una máquina puede producir lesiones por cinco causas fundamentales: 1) Ser golpeado por elementos de la máquina que resulten proyectados o por
la proyección de una pieza de trabajo. 2) La proyección de elementos de la propia máquina u otros materiales
proyectados desde la máquina.
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3) Entrar en contacto con la máquina, o ser atrapado entre la máquina y cualquier material o estructura fija.
4) Ser enganchado y arrastrado como consecuencia de llevar ropa suelta o
por cualquier material en movimiento de la máquina. 5) Entrar en contacto con piezas calientes. Normalmente estos son los incidentes origen de las lesiones debidas a riesgos mecánicos; sin embargo, existen otros riesgos no mecánicos en los que los peligros son menos evidentes. Estos incidentes/accidentes se manifiestan en: • El funcionamiento normal de la máquina por falta de protección o por violación
de los medios de protección existentes. • Las fases de ajuste, reglaje, mantenimiento, reparación y montaje. • Situación de perturbaciones transitorias. 3.8.7.2 RIESGOS MECÁNICOS Los movimientos de las distintas partes o elementos de una máquina pueden ser: - movimiento de rotación - movimiento de traslación - movimiento alternativo - una combinación de éstos Dependiendo de la posición de las distintas partes de la máquina, ésta puede producir accidentes por atrapamientos o golpes. Los elementos giratorios pueden generar accidentes al arrastrar al operario. Las partes o elementos peligrosos de una máquina pueden ser clasificadas en 4 grupos. Estos grupos recogen los elementos más comunes, aunque la relación no es completa. Tales partes o elementos deberían estar protegidas mediante los métodos especificados en las distintas normas UNE vigentes sobre “seguridad de las máquinas”, teniendo en cuenta que la utilización de un resguardo fijo es preferible a cualquier otro medio de protección.
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OTROS RIESGOS MECANICOS 1. CONTACTO CON MATERIALES EN FASE DE FABRICACION Por ejemplo se pueden producir accidentes, arrastre, en un redondo girando en un torno o cuando está haciéndose una lámina u hoja metálica en una prensa. También pueden producirse accidentes cuando la persona entra en contacto con las partes peligrosas de la máquina. Otros ejemplos: introducción de tejidos en calandrias en una planchadora, la introducción de caucho en una mezcladora de dos cilindros. 2. PROYECCION DE ELEMENTOS DE LAS MAQUINAS La causa del accidente sería el desprendimiento accidental de una parte de la máquina. P.ej: rotura de una muela abrasiva, desprendimiento de una fresa, de una tupí, la rotura de la herramienta en una prensa, la lanzadera volante de un telar... 3. PROYECCION DE MATERIALES Por ejemplo desprendimiento de virutas, chispas de soldadura, proyección de metal en fusión en una máquina de moldeo... 3.8.7.3 RIESGOS NO MECÁNICOS Las máquinas también pueden ser origen de otro tipo de riesgos, que no son mecánicos, frente a los que también habrá que adoptar medidas de seguridad. Los riesgos pueden ser: 1. Eléctricos 2. Radiaciones ionizantes 3. Radiaciones no ionizantes 4. Químicos (productos tóxicos, inflamables, corrosivos o explosivos) 5. Explosiones 6. Ruidos y vibraciones 7. Presión y vacío 8. Alta y baja temperatura 9. Polvos (tóxicos o explosivos) Las medidas a utilizar serán distintas en cada caso, p. ejemplo en el caso de que la máquina produzca mucho ruido y vibraciones se encapsulará la máquina y se dotará al operario de protección auditiva.
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3.8.8. MEDIDAS DE SEGURIDAD A UTILIZAR EN MAQUINAS Resguardos fijos Resguardos de enclavamiento
Enclavamientos eléctricos “ de seguridad mediante cerradura “ sobre el circuito de energía “ complementarios al circuito de mando
Apartamanos y apartacuerpos Resguardos de control, asociados al mando Resguardos distanciadores Resguardos regulables y autorregulables Dispositivo detector de presencia Dispositivo de mando a 2 manos Dispositivo de movimiento residual Dispositivo de retención mecánica Falsa mesa Dispositivos de alimentación y extracción. MEDIDAS DE SEGURIDAD EN MANTENIMIENTO Puesto que el Mto. es la técnica que intenta optimizar el rendimiento de las máquinas e instalaciones industriales, a la vez que minimiza las condiciones de riesgo; éste se deberá llevar a cabo en las circunstancias más seguras. Las máquinas deberán estar diseñadas para que las OPERACIONES DE VERIFICACION, REGLAJE, REGULACION, ENGRASE O LIMPIEZA se puedan realizar SIN PELIGRO para el personal, en lo posible: . DESDE LUGARES FACILMENTE ACCESIBLES . SIN NECESIDAD DE ELIMINAR LOS SISTEMAS DE PROTECCION Dichas operaciones deberán poder efectuarse con la máquina parada. Para ello, cada MÁQUINA estará provista de un ORGANO DE ACCIONAMIENTO que permita su PARADA TOTAL EN CONDICIONES SEGURAS. En caso de que dichas operaciones u otras, tengan que efectuarse con la máquina o los elementos peligrosos en marcha y anulados los sistemas de protección, al anular el sistema de protección se tendrá que cumplir: La máquina sólo funcionará a velocidad muy reducida, golpe a golpe, o a esfuerzo reducido. El mando de la puesta en marcha será sensitivo. Se dispondrá de forma que el operario pueda ver los movimientos mandados.
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La anulación del sistema de protección y el funcionamiento de la máquina, excluirá cualquier otro tipo de marcha o mando.
EL/LOS DISPOSITIVO/S DE DESCONEXION DE LAS MÁQUINAS DEBERAN SER BLOQUEABLES CON EFICACIA INVIOLABLE EN LA POSICION QUE AISLE Y DEJE SIN ENERGIA MOTRIZ A LOS ELEMENTOS DE LA MÁQUINA.
En caso de que esta prescripción no fuese técnicamente factible, se advertirán en la máquina los peligros que pudieran originarse y se señalaran las precauciones a tomar, para que las operaciones se lleven a cabo sin peligro para el personal. Para las máquinas automatizadas y, en su caso, para otras máquinas, el fabricante proyectará un dispositivo de conexión que permita montar un equipo de diagnóstico para la localización de averías. Es imprescindible que los elementos de las máquinas automatizadas que deben sustituirse con frecuencia, en particular por cambio de fabricación o por ser sensibles al desgaste o porque se puedan deteriorar a causa de un incidente podrán desmontarse y volver a montarse fácilmente con toda seguridad. El acceso a esos elementos debe permitir que esas tareas se lleven a cabo con los medios técnicos necesarios. Los MEDIOS DE ACCESO DE LOS OPERARIOS AL PUESTO DE TRABAJO O A LOS PUNTOS DE INTERVENCION (escaleras, escalas, pasarelas...) deberán permitir llegar con toda seguridad a todos los puestos adecuados para efectuar las operaciones de PRODUCCION, REGLAJE Y MTO. Las partes de la máquina proyectadas para que en ellas se trasladen o permanezcan personas, se diseñaron y fabricaran para evitar caídas. Las MAQUINAS dispondrán de DISPOSITIVOS o PROTECCIONES ADECUADAS tendentes a evitar riesgos de atrapamiento en los PUNTOS DE OPERACION, tales como resguardos fijos, dispositivos apartacuerpos, barras de paro, dispositivos de alimentación automática... En el DISEÑO y EMPLAZAMIENTO de los RESGUARDOS EN LAS MÁQUINAS, se tendrá en cuenta que la FIJACION sea racionalmente INVIOLABLE, permita suficiente VISIBILIDAD a través de los mismos, su RIGIDEZ sea ACORDE A LA DUREZA del trato previsto, sus ABERTURAS IMPIDAN LA INTRODUCCION de MIEMBROS que pueden entrar en contacto con partes móviles y que PERMITAN LAS OPERACIONES DE MTO. A SU TRAVÉS, prolongando los mandos, engrasadores,... hasta el exterior el resguardo, colocando superficies transparentes frente a los indicadores, etc. Toda máquina estará provista de dispositivos que permitan separarla en cada una de sus fuentes de energía. Dichos dispositivos serán claramente identificables. Deberán poder ser desbloqueadas si al conectarse de nuevo pudieran poner en peligro a las personas circundantes. En el caso de máquinas alimentadas con energía eléctrica mediante una toma de corriente, la desconexión de la clavija será suficiente.
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El dispositivo deberá igualmente poder ser bloqueado cuando el operador no pueda comprobar desde todos los puestos que debe ocupar, la permanencia de dicha separación. La energía residual o almacenada que pueda permanecer tras la separación de la máquina, deberá disiparse sin peligro para las personas expuestas. En caso que no se puedan desconectar algunos circuitos de su fuente de energía, para posibilitar, por ejemplo, la sujeción de piezas, la protección de informaciones, el alumbrado de las partes internas, etc., se deberán adoptar disposiciones especiales para garantizar la seguridad de los operarios. Las máquinas deberán diseñarse de forma que se LIMITEN LAS CAUSAS DE INTERVENCION DE LOS OPERADORES. Siempre que no se pueda evitar la intervención del operario, ésta deberá poder efectuarse con total seguridad. La MÁQUINA estará diseñada de forma que sea posible la LIMPIEZA de las PARTES INTERNAS SIN PENETRAR EN DICHAS PARTES. Si esto fuera imposible, deberá hacerse de la forma que entrañe el menor riesgo posible. Cuando sea necesario TRASLADAR LA MAQUINA de un sitio a otro deberá hacerse con el menor peligro posible. Conviene especificar: 1. peso de la máquina 2. posición adecuada de transporte 3. medidas de sujeción adecuadas Para las operaciones de MONTAJE/DESMONTAJE de MÁQUINAS deberán darse las instrucciones precisas para que éstas se realicen de la forma más segura (función de los elementos peso, espacios mínimos). Cuando la MÁQUINA necesite de MEDIDAS ESPECIALES de SEGURIDAD éstas deberán ser conocidas por los operarios, para evitar posibles accidentes en su caso. ACCESO A ZONAS PELIGROSAS Las distancias que deben existir entre la medida de protección y la zona a proteger, están reguladas según la norma UNE-EN ISO 13857:2008 Seguridad de las máquinas. Distancias de seguridad para impedir que se alcancen zonas peligrosas con los miembros superiores e inferiores (ISO 13857:2008). Las distancias de seguridad delimitan la zona en la que el trabajo de las personas con máquinas, que carecen de medidas de seguridad, se puede realizar sin riesgos, riesgos mecánicos fundamentalmente.
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A la hora de definir las distancias de seguridad, hay que tener en cuenta: 1. La forma y características de los protectores. 2. La distancia de seguridad se medirá desde la superficie que limita los
movimientos del cuerpo. 3. No se podrán usar objetos que modifiquen tanto el plano de referencia como
la longitud natural de los brazos. Los valores de las distancias de seguridad están en función del peligro que suponga para los trabajadores el riesgo evaluado. Los valores de las distancias de seguridad serían: 1. Hacia arriba; si el riesgo es normal 2,5 m. y si el riesgo es alto 2,7 m.
2,5 m 2. Por debajo o por encima de un obstáculo, no se contemplan los protectores
menores de 1 m. de altura, puesto que no restringen los movimientos del cuerpo.
> de 1 m.
La distancia de seguridad será la diferencia entre la altura del protector y la altura del punto peligroso. En la Ordenanza General de Seguridad e Higiene en el Trabajo, capítulo 6º Artículos 62 y 65, se dice que en Trabajos en alta Tensión estará presente un Técnico u otra persona, además de la titular.
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3.8.9 CONDICIONES DE SEGURIDAD EN REPARACIONES DE MAQUINAS E INSTALACIONES A continuación acompañamos un estudio realizado por un equipo de técnicos en Seguridad y Jefes de Mantenimiento sobre las condiciones que deben reunir los trabajos de reparación de las máquinas e instalaciones, y que incide directamente en la Seguridad de los trabajos de Mantenimiento. OBJETO El objeto del presente Estudio es implantar un sistema a seguir para la actuación preventiva en todos los Departamentos, mandos y ejecutantes en las reparaciones de todo tipo de máquinas e instalaciones, con el fin de evitar cualquier accidente que pueda producirse por falta de las condiciones adecuadas en el trabajo, lugar apropiado para efectuar la reparación, coordinación entre ejecutantes y manipuladores. Por otra parte se pretende regular la actuación de las Empresas auxiliares en materia de Seguridad. RESPONSABILIDAD Es responsabilidad de la Dirección de la Empresa, de sus Servicios y de todo su personal, de acuerdo con su jerarquía, hacer que se cumpla con fidelidad todo lo que se indica en las presentes recomendaciones. Es responsable inmediato del cumplimiento de estas normas, el mando responsable de la instalación afectada, sin que pueda excusarse de su cumplimiento bajo ningún pretexto. Es responsabilidad de la Jefatura de Seguridad, mediante los inspectores de zona, el hacer que se cumplan las medidas de seguridad necesarias en cada caso. Si estas fueran contravenidas, informar al Jefe de División o Servicio correspondiente, enviando dicho informe al Director de Fábrica. INSTRUCCIONES ESPECIFICAS Preparación del trabajo Las medidas de Seguridad de cada trabajo, comenzarán a estudiarse desde el momento que el usuario de la instalación considere la necesidad de realizarlo. Solicitando en función de las características del mismo las colaboraciones precisas: Mantenimiento Central, Energías, Transportes, Seguridad, etc. Antes de comenzar el trabajo y con objeto de un completo entendimiento en todos los pormenores de la labor a ejecutar, se reunirán el Jefe de Mantenimiento de la instalación y el personal de la misma que él considere necesario, así como también el responsable de Maniobras y Transportes, cuya presencia sea requerida si la reparación ha de efectuarse por alguno de sus equipos. A la vista de la instalación o máquina a reparar, decidirán las medidas de seguridad necesarias, según las características, condiciones y lugar de la reparación a realizar: vallas, señalizaciones, etc., según se detalla en la hoja anexo “A” y de
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cuya colocación se ocupará el Jefe de Mantenimiento, quien con anterioridad firmara el anexo mencionado, dando así su conformidad a las medidas de seguridad que se van a tomar. El día de la reparación, el Jefe de Mantenimiento, comprobará si todas las medidas de seguridad previstas han sido tomadas, dando igualmente su conformidad a este punto anexo “A”. Por último el Jefe de Seguridad de la planta, dará igualmente el VºBº. Una vez cumplidos los anteriores requisitos, los mandos correspondientes notificarán a sus operarios los trabajos a realizar y las medidas de seguridad convenientes, tanto a los que intervienen de una manera directa en la reparación, como aquellos que le asigna funciones de vigilancia. Los mandos de producción comunicarán al personal que trabaje en máquinas o instalaciones próximas a la reparación, o que tengan relación con la instalación a reparar, el trabajo que va a realizarse y las medidas de Seguridad. Medidas de Seguridad en la zona de Reparación Se utilizarán con preferencia las horas de luz natural y en caso de realizarse la reparación sin ésta, se garantizará una iluminación artificial suficiente, evitando sombras y deslumbramientos. Si fallase la iluminación artificial, una vez iniciado el trabajo, el Mando Intermedio encargado del mismo determinará a la vista de las circunstancias y tomando todo tipo de precauciones, en qué grado y extensión puede trabajarse en tanto no se establezca la iluminación. La zona de Reparación donde exista tránsito de vehículos o personal, será perfectamente delimitada con carteles anunciadores, luces intermitentes, e iluminación suficiente, a instalar por el personal dependiente del Jefe de Mantenimiento de la instalación. Cuando la reparación se efectúe en altura, con objeto de evitar accidentes por caídas de piezas, herramientas o materiales, en la zona que quede debajo, se acotará con una adecuada señalización, como: vallas, letreros anunciadores, luces intermitentes, etc. que colocará el personal dependiente del Jefe de Mantenimiento. Cuando la reparación se efectúe en altura y no hubiese posibilidad de acotar la zona debajo de la reparación, deberá prepararse adecuadamente algún medio de protección, como lonas, redes y otros medios que se consideren eficaces y puedan colocarse fácil y rápidamente para evitar posibles accidentes. Esta medida es sustituible por avisadores en el lugar para las reparaciones de duración inferior a 24 horas. Todos los Departamentos o Talleres, dispondrán de los carteles anunciadores y demás elementos necesarios para la señalización de las zonas en reparación.
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Medidas de Seguridad en las máquinas e instalaciones. Si la reparación ha de efectuarse en un elemento eléctrico deberá quedar perfectamente aislada la zona y puesta a tierra. Antes de proceder a la reparación de una máquina, deberá ser aislada eléctrica y mecánicamente. Cuando la reparación debe realizarse en máquinas móviles, como grúas, etc. y cerca de ellas existan otras trabajando, es necesario aislarlas con topes, y luces intermitentes y en su defecto en casos muy especiales y con carácter restringido, habrá avisadores encargados de la vigilancia. Si la reparación ha de realizarse en elementos o instalaciones donde existan gases, aguas, vapor o cualquier tipo de elemento energético, quedará perfectamente aislado y dependiendo del tipo de reparación a efectuar, se tomarán precauciones como: airear el elemento limpiándolo de gases, limpiarlos de residuos, combustibles, etc. Cuando sea imprescindible realizar una reparación con la instalación en servicio, se tomarán precauciones especiales, como: servicio contra incendios, caretas especiales y cualquier otra que se considere conveniente. En todos lo casos se aislará la máquina o elemento a reparar y en los lugares donde se efectúa dicha maniobra, se indicará en carteles anunciadores: “peligro – personal trabajando” con la inscripción del nombre del operario que ha efectuado la maniobra. De ser posible, se colocará un enclavamiento que impida la maniobra, con un candado cuya llave guardará el operario que realice el enclavamiento, que deberá ser el maquinista o manipulador de la instalación, estableciéndose previamente las notificaciones que dará o recibirá antes de retirar el enclavamiento. Medidas de Seguridad para el personal. Todo tipo de personal u operarios aislados, que hayan de realizar (en otro departamento) trabajos de reparación, no podrán comenzarlo hasta que el Jefe de dicho equipo reciba el permiso del responsable de la reparación (Jefe de Mantenimiento o persona delegada, preferiblemente Jefe de Turno).
No se permitirá la iniciación de ningún trabajo de reparación sin la previa cumplimentación del requisito anterior. La no cumplimentación de este requisito será responsabilidad directa del mando del equipo de reparación. Cuando se necesiten realizar determinados trabajos por personal no especializado en celdas de transformación de accionadores, etc… se prohibirá a dicho personal su entrada en la sala, hasta tanto no se encuentren desconectadas dichas celdas, se encuentre señalizada con letreros la zona en que se pueda trabajar y que aísle en lo posible, con barreras, la zona que se encuentre conectada, comprobando con la pértiga la existencia o no de
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tensión. Esta operación deberá realizarse tantas veces como sea interrumpido el trabajo. Cuando la reparación se realice en altura, el personal que intervenga, estará sujeto por un cinturón de seguridad a elementos sólidamente fijados, siempre que la reparación a efectuar, pueda originar la caída del productor, y el tipo de trabajo no requiera frecuentes desplazamientos, en cuyo caso se arbitrarán las medidas apropiadas. Cualquier operario que vaya a relevar a otro de la reparación, deberá presentarse a su superior inmediato, del cual recibirá las instrucciones necesarias. Cuando debe ser relevado el operario que haya efectuado una maniobra de enclavamiento de una máquina o elemento y, por tanto, sea quien tiene la llave del candado colocado, el relevo se efectuará en presencia del mando inmediato, entregando la llave y dando las instrucciones al entrante. El Jefe de Mantenimiento de la instalación en reparación o sus superiores, pueden suspender la ejecución de la reparación, si el personal no atiende o no se ajusta a las normas dictadas previamente en la reunión correspondiente. Los Jefes del personal ajenos a la instalación que ha de intervenir en la misma, deberán no iniciar el trabajo en tanto no se cumplan las medidas de seguridad previstas. El Jefe de Mantenimiento de la instalación en reparación o sus superiores, a instancias de los mandos intermedios podrán sancionar con multas individuales, si los operarios son de la Fábrica, previa notificación a Personal, o con expulsión de la Fábrica, en caso de pertenecer a una empresa auxiliar el operario infractor, con notificación a Seguridad. Medidas de Seguridad en caso de tener que realizar alguna maniobra sin haber terminado la reparación. Cuando se debe realizar alguna maniobra en los mecanismos de la máquina o elemento en reparación, se pondrá de acuerdo el mando que dirige la reparación y el maquinista o manipulador. Dicho mando avisará previamente a todo el personal que interviene en la reparación o tiene algún contacto con ella, y antes de proceder a la maniobra, se cerciorará de que no puede existir peligro alguno al realizarla. Una vez efectuada la maniobra se volverá a aislar la máquina o elemento y se procederá a su enclavamiento, como se indica en el punto 3.3.6 Medidas una vez terminada la reparación. Una vez terminada la reparación y antes de proceder a las pruebas de la maquina o elemento, se retirarán por el personal que efectuó la reparación:
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- Todas las herramientas y piezas sobrantes a partir de ese momento. - Los dispositivos de seguridad que se hubiesen colocado y ya no sean
necesarios. - El personal que haya intervenido y que no sea específicamente
necesario a partir de ese momento. No se podrá en ningún caso, realizar la puesta en marcha de la máquina o elemento, sin la presencia y consentimiento del operario, maquinista o manipulador, que realizó la maniobra de enclavamiento y cuyo nombre figura en el cartel colocado, o quién le sustituyó en el puesto, y que haya recibido las instrucciones necesarias, ni sin la autorización en aquella zona o trabajo. Una vez realizadas las pruebas y comprobado su perfecto funcionamiento y antes de poner la máquina o elemento en servicio el Jefe de Mantenimiento o persona delegada, ordenará la retirada de:
- Los carteles o señales de peligro y los vigilantes que hayan sido necesarios.
Variaciones imprevistas. En toda reparación puede darse la posibilidad de que existan variaciones imprevistas, referentes a las características de funcionamiento o a las condiciones de seguridad de la máquina o elemento reparado, en cuyo caso se pondrán de acuerdo:
- El Jefe de Producción, o quien le represente, y el Jefe de mantenimiento, notificarán las variaciones realizadas a todos cuantos participaron en el acuerdo de las medidas a tomar y levantarán acta de ellas.
- Si los Inspectores de Seguridad observan transgresiones en materia de
su competencia en trabajos de reparación o cualquier otro, lo comunicarán al Jefe de Seguridad.
- Esta norma se completa con un juego de impresos, titulados
“Autorización para trabajadores de reparación”. “Denuncia infracción de Seguridad”.
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SEGURIDAD
AUTORIZACION PARA TRABAJOS DE REPARACION
DEPARTAMENTO ……………………………………
PLANTA ……………………………………………….
CLASE DE TRABAJO
VALLAS REDES LUCES TOPES TIERRAS ANDAMIOS PROHIBIC. ENCLAVAM. CINTURONES EQ.AUTONOM. CARTELES PROTECCION INCENDIOS PERSONAL TRABAJANDO DETECTAR GASES BARRIDO TUBERIA VIGILANTE
MEDIDAS COMPLEMENTARIAS
FECHA COMIENZO …………………………………
FECHA TERMINACION …………………………….
EL JEFE DE ENTRETENIMIEN- TO DEL DPTO. CONFORME A MEDIDAS A TOMAR
EL JEFE DE ENTRETENIMIEN-TO DEL DPTO. CONFORME A MEDIDAS TOMADAS
Vº Bº INSPECTOR DE SEGURIDAD
………………… a ……… de…………………………..de 200………..
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DENUNCIA INFRACCION
DE SEGURIDAD
ANEXO –B- FECHA
PERSONAL DE LA EMPRESA X, S.A. NOMBRE APELLIDO DEPARTAMENTO DESCRIPCION DE LA INFRACCION INFRAC. MENOS GRAVE GRAVE MUY GRAVE MENOS GRAVE GRAVE MUY GRAVE JEFE DE SEGURIDAD E HIGIENE MEDIDAS A TOMAR .
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ESTE IMPRESO DEBE SER DEVUELTO A SEGURIDAD E HIGIENE CON LA CUMPLIMENTACION DE LAS MEDIDAS ADOPTADAS EN UN PLAZO MAXIMO DE 12 HORAS, A PARTIR DEL RECIBO DEL PRESENTE IMPRESO. COPIA: DIRECTOR DE FABRICA JEFE DE PRODUCCION JEFE DE PERSONAL
La Ley establece un grupo de condiciones de Seguridad en reparaciones de máquinas o instalaciones, y que seguidamente detallamos: Es responsabilidad del Jefe de Mto. cumplir y hacer cumplir las medidas de seguridad que se establezcan y ningún operario puede excusarse de su cumplimiento bajo ningún pretexto. 1) Las medidas de seguridad de cada trabajo se generarán en el momento que
surja la necesidad de realizarlo. 2) Dependiendo del tipo de máquina o instalación se decidirán las medidas de
seguridad. 3) Es función del Jefe de Mto. comunicar a sus operarios las medidas de
seguridad convenientes a los operarios que van a intervenir directamente en la reparación o los que van a actuar como vigilantes.
4) Se comunicará además a los operarios que trabajan en máquinas o
instalaciones próximas o relacionadas con la que necesita reparación. 5) Los traslados de personal que tiene que reparar y los accesos al lugar de
trabajo se establecerán siempre de acuerdo a un Plan de Itinerarios. 6) Se tenderá a realizar las reparaciones en horas de LUZ NATURAL, si se
utiliza luz artificial, hay que evitar sombras y deslumbramientos. 7) Las reparaciones en zonas donde exista tránsito de vehículos y personas hay
que delimitarlas perfectamente (carteles, luces intermitentes, iluminación). 8) En las reparaciones en altura, a fin de evitar accidentes por caídas de piezas
herramientas o materiales, es necesario acotar la zona que queda debajo con una adecuada señalización (vallas, letreros, luces intermitentes...)
9) Si la reparación es en altura, pero no se puede acotar la zona de debajo, hay
que colocar algún medio de protección, tipo lonas o redes. Si la reparación dura menos de 24 h. se pueden poner avisadores.
10) Todos los talleres y departamentos deben poseer los elementos necesarios
para señalizar las zonas en reparación. 11) Si la reparación es en un elemento eléctrico, aislar perfectamente la zona y
poner a tierra.
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12) Antes de reparar una máquina aislarla eléctrica y mecánicamente. 13) En las reparaciones de máquinas en movimiento (p.ej. grúas) y con otras
trabajando cerca, es necesario aislarlas con topes y luces intermitentes. 14) En reparaciones de elementos o instalaciones con gases, aguas, vapor u
otros elementos energéticos, estos deberán ser perfectamente aislados y habrá que tener una serie de precauciones adicionales: aislar el elemento limpiándolo de gases, de residuos, de combustibles...
15) Cuando haya que hacer una reparación con la instalación en funcionamiento
se tomaran medidas especiales, p.ej. servicio contra incendios. 16) Siempre hay que aislar la máquina o elemento a reparar y colocar carteles
anunciadores ("PELIGRO: PERSONAL TRABAJANDO") con el nombre el operario que está reparando.
17) A ser posible, colocar un enclavamiento que impida la maniobra y que sólo
pueda ser retirado por el operario encargado de efectuar la reparación. 18) Todas las reparaciones deberán ser autorizadas por el jefe o responsable de
mantenimiento. 19) Queda prohibida la entrada y establecimiento en la zona acotada como
peligrosa a toda persona ajena a la reparación. 20) Cuando personal no especializado tenga que efectuar reparaciones en
centros de transformación se impedirá la entrada de éstos en dichos centros hasta que no estén perfectamente aislados y puestos a neutro.
21) En reparaciones en altura el operario debe llevar un cinturón de seguridad
unido a un elemento sólidamente fijado. 22) Si un operario tiene que relevar a otro en una reparación, antes debe
presentarse a su superior para recibir las instrucciones. 23) El Jefe de Mto. puede suspender una reparación en tanto no se cumplan las
medidas de seguridad previstas. 24) El Jefe de Mto. tiene facultad para sancionar con multas individuales a los
operarios que incumplan las normas de seguridad impuestas. 25) Si es necesario realizar alguna maniobra en los mecanismos de la máquina o
elemento en reparación, el operario debe cerciorarse de que no pueda existir ningún peligro al realizarlo.
Y una vez terminada la maniobra, se volverá a aislar y poner el enclavamiento.
26) Cuando se termine la reparación y antes de poner en prueba la máquina, el
operario de Mto. deberá retirar las herramientas y piezas sobrantes y los
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dispositivos de seguridad. 27) No se puede poner en marcha la máquina o instalación sin el consentimiento
del operario que realizó la reparación. 28) Después de comprobar el funcionamiento tras la reparación es el momento de
quitar las señales o carteles de peligro. 3.8.10 LEY 31/1995 de 8 de Noviembre, de PREVENCION DE RIESGOS LABORALES La presente Ley tiene por objeto promover la Seguridad y la salud de los trabajadores mediante la aplicación de medidas y el desarrollo de las actividades necesarias para la prevención de riesgos derivados del trabajo. El ámbito de aplicación serán tanto las relaciones laborales reguladas en el Estatuto de los trabajadores, como las de carácter administrativo o estatutario del personal civil al servicio de la Administrativo. Los trabajadores tienen derecho a una protección eficaz en materia de seguridad y salud en el trabajo. Y el empresario está obligado a garantizar la seguridad de sus operarios en el lugar de trabajo, sin que el coste de ésta recaiga sobre los trabajadores. El empresario tiene como funciones en materia de seguridad: Evitar los riesgos Evaluar riesgos que no se pueden evitar Combatir el riesgo en su origen Adaptar el trabajo a la persona Adecuarse a la evolución de la técnica Sustituir lo peligroso por lo que entrañe menos o ningún peligro. Planificar la prevención Adoptar medidas que antepongan la protección colectiva a la individual Dar las debidas instrucciones a los operarios Los trabajos de reparación, transformación, Mto. o conservación serán realizados por los trabajadores específicamente capacitados para ello. Asimismo, los trabajadores tendrán derecho a una formación adecuada en la materia y a una participación activa en la misma. Los trabajadores, a su vez, tendrán la aplicación de:
- Velar por su propia seguridad y por la de los que puedan ser afectados por su
trabajo. - Usar adecuadamente máquinas, aparatos, herramientas, sustancias peligrosas,
equipos de transporte y cualquier otro medio con el que desarrollen su trabajo. - Utilizar correctamente los medios y equipos de protección
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- No poner fuera de funcionamiento y usar correctamente los dispositivos de seguridad.
- Informar de inmediato de situaciones que puedan generar riesgos para la Seguridad y salud.
- Cooperar con el empresario para conseguir unas condiciones de trabajo seguras. La ley prevé la implantación de servicios de prevención dependiendo del tamaño y tipo de riesgo de la empresa. Y se establece la figura del Delegado de Prevención. Se tipifican las infracciones en leves, graves y muy graves; y se establecen una serie de sanciones que irían de 300 a 601.000 € y a la suspensión o cierre del centro de trabajo, dependiendo de la infracción que se produzca. 3.8.11 SEGURIDAD EN LOS TRABAJOS DE MTO. EN ALTA Y BAJA TENSION 1) BAJA TENSION El 60% de la Gravedad de los accidentes laborales que se producen en las empresas españolas son de origen eléctrico. Los accidentes eléctricos, en general, son poco frecuentes pero muy graves. Situamos la frontera entre BAJA y ALTA TENSION en 1.000 V. para la CORRIENTE ALTERNA y en 1.500 V. para la CORRIENTE CONTINUA. Los accidentes que se produzcan podrán ser debidos a contactos directos o indirectos entre el operario y el flujo de electricidad. Las medidas de seguridad irán encaminadas a reducir y/o eliminar cualquier contacto. Tensión de Seguridad . Emplazamiento seco: hasta 50 voltios . Emplazamiento húmedo: hasta 24 voltios La toma de tierra protege, pero lo ideal es conectar la máquina a un mecanismo que la desconecte de la corriente, p. ej. un interruptor diferencial. Normas de Mto. en instalaciones eléctricas: El correcto Mto. de las instalaciones eléctricas para evitar riesgos en el trabajo de los operarios va a estar en función de una serie de factores: 1. Las instalaciones estarán diseñadas y proyectadas de acuerdo a las normas
existentes. 2. El Mto. efectivo debe comprender verificaciones y revisiones periódicas de los
dispositivos de seguridad.
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3. Se deben conocer los riesgos específicos de cada tipo de instalación. 4. Los trabajadores deben adoptar las medidas de seguridad generales y
específicas del centro de trabajo. 5. Los operarios de las instalaciones eléctricas deben utilizar equipos y
herramientas adecuadas al trabajo que tengan que efectuar. La eficacia de las medidas de seguridad que adoptemos dependerá de que los elementos y dispositivos de protección conserven y mantengan sus características de respuesta ante cualquier defecto en la instalación eléctrica. Para ello se deben verificar y comprobar periódicamente todos los elementos; este Mto. tiene como objetivo el correcto funcionamiento de las instalaciones, de este modo se garantizará la seguridad de las personas y de la instalación. Las operaciones de Mto. y revisión que deben hacerse son: 1. Comprobar la identificación y colores del cableado, y la toma a tierra. 2. Comprobación de tensión y fase/neutro 3. Comprobación de la polaridad en continua. 4. Verificar la toma a tierra (máquina, enchufe) 5. Detección de electricidad estática. 6. Detección de fugas de corriente a tierra. 7. Medición de la resistencia de puesta a tierra. 8. Medición de puesta a tierra de las máquinas. 9. Verificación del tiempo de disparo de un interruptor diferencial. 10. Comprobación de la temperatura de fusibles, interruptores. 11. Medición de la resistividad de un terreno. 12. Verificación de la intensidad de disparo de un interruptor diferencial. 13. Comprobación de interruptores diferenciales sensibles a la intensidad de
defecto. 14. Verificación del aislamiento. 15. Verificación de continuidad entre portátil y las partes accesibles de una
herramienta portátil.
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16. Comprobación de la resistencia de aislamiento del suelo o resistencia de emplazamiento.
2) ALTA TENSION Definimos Instalación Eléctrica de ALTA TENSION a aquella cuyas tensiones nominales sean superiores a 1.000 voltios para corriente ALTERNA y a 1.500 voltios para corriente continua. Cuando haya que realizar operaciones de Mto. en un transformador de alta tensión o en otro tipo de instalación: en ALTA TENSION NUNCA DEBERA IR UN OPERARIO SOLO A REALIZAR LA OPERACIÓN DE MTO. Medidas de Seguridad en Alta Tensión Prescripciones generales: 1. Cuando sea necesario realizar operaciones de Mto. en una instalación de alta
tensión, o en sus proximidades ésta no será considerada sin tensión, si no se señala como tal o está en descarga y se ha comprobado la ausencia de tensión.
2. Queda totalmente prohibido manipular directamente los puntos de alta
tensión, ni siquiera utilizando guantes aislantes. Tampoco se pueden realizar trabajos sobre los mismos, aunque se utilicen herramientas aisladas.
3. Normas a seguir en los trabajos y maniobras en seccionadores e
interruptores: • Se utilizarán como mínimo dos de los siguientes elementos de protección,
simultáneamente, en el aislamiento de los operarios de Mto. en operaciones en alta tensión.
- Pértigas aislantes - Guantes aislantes - Banqueta aislante o alfombra aislante - Conexión equipotencial del mando manual del aparato de coste y
plataforma de maniobras. Se utilizarán, además, elementos de corte e interruptores.
• Cuando los aparatos de corte se puedan accionar mecánicamente, se adoptarán medidas de seguridad del tipo de enclavamientos que impiden su puesta en funcionamiento de forma accidental.
• Se colocarán señales y carteles en los mandos de los aparatos de corte, para
evitar que se maniobren cuando no proceda.
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Normas para trabajos en instalaciones de Alta Tensión Las normas de seguridad para realizar trabajos en instalaciones de alta tensión, reciben el nombre de las “CINCO REGLAS DE ORO DE LA SEGURIDAD EN LOS TRABAJOS EN LINEAS Y APARATOS DE ALTA TENSIÓN”. Estas cinco reglas son: 1. Abrir con corte visible todas las fuentes de tensión, mediante interruptores y
seccionadores que aseguren la imposibilidad de su cierre intempestivo. 2. Enclavamiento o bloqueo, si es posible de los aparatos de corte. 3. Reconocimiento de la ausencia de tensión. 4. Poner a tierra y en cortocircuito todas las posibles fuentes de tensión. 5. Colocar las señales de seguridad adecuadas, delimitando la zona de trabajo. Estas prescripciones de trabajo serán obligatorias excepto en los trabajos en instalaciones eléctricas que se realicen en las siguientes condiciones: • Con métodos de trabajo específicos. • Con material de seguridad, equipo de trabajo y herramientas adecuados. • Con autorización especial del técnico designado por la empresa, que indicará
expresamente el procedimiento a seguir en el trabajo. • Bajo vigilancia constante del personal técnico, habilitado al efecto, que como
Jefe del trabajo velará por el cumplimiento de las normas de seguridad prescritas.
• Siguiendo las normas que se especifiquen en las instrucciones para este tipo
de trabajos. 3.8.12. RESUMEN PRÁCTICO DE SEGURIDAD EN TRABAJOS DE MANTENIMIENTO. 1. Los MANDOS de Mto. deben: a) Aplicar las medidas de Seguridad b) Instruir a los operarios sobre los riesgos específicos a los que están expuestos
y darles a conocer las normas esenciales de prevención mediante carteles en el área de trabajo, con extractos de estas normas.
c) Ordenar y exigir que todos los trabajadores observen las normas de
Seguridad y utilicen los medios de protección puestos a su disposición.
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d) Instruir a los trabajadores autónomos o contratados sobre los riesgos
específicos del área de trabajo. Dicha obligación no se extiende a los riesgos propios de la actividad profesional u oficio que el trabajador presta.
2. Los TRABAJADORES de Mto. deben: a) Observar, además de las normas de Seguridad, las medidas dispuestas por
los mandos, destinadas a la seguridad individual y colectiva. b) Usar a conciencia los dispositivos de seguridad y demás medios de protección
previstos por los mandos. c) Indicar inmediatamente al mando las deficiencias de los dispositivos y medios
de Seguridad y protección, así como toda eventual situación de peligro que advierta, actuando directamente y dentro del ámbito de sus atribuciones y posibilidades, para eliminar o reducir dichas deficiencias o peligros.
d) No quitar ni modificar los dispositivos y demás medios de seguridad y
protección sin antes obtener la autorización. e) No llevar a cabo, por iniciativa propia, operaciones o maniobras que no sean
de su competencia, y que puedan comprometer la seguridad propia o de otras personas.
3. En cuanto a las PROTECCIONES de las máquinas: a) No se deben quitar si no es por necesidad de trabajos. Siempre que tengan
que quitarse deberán adoptarse inmediatamente medidas adecuadas para advertir y reducir al mínimo posible el peligro consiguiente.
La vuelta a su lugar de la protección o del dispositivo de seguridad, se hará tan pronto terminen los motivos que han hecho necesaria su supresión temporal.
b) Está prohibido limpiar, poner aceite o engrasar a mano elementos de máquinas en movimiento, salvo que particulares exigencias técnicas obliguen a ello, en cuyo caso se utilizarán medios idóneos que eviten todo peligro.
Los trabajadores deben ser advertidos de la prohibición establecida mediante avisos bien visibles.
c) Está prohibido realizar ninguna operación de reparación o medida sobre órganos en movimiento.
Siempre que sea necesario efectuar dichas operaciones en movimiento, deberán adoptarse precauciones adecuadas que protejan la integridad del operario.
110
Los trabajadores deberán ser advertidos de la prohibición indicada mediante avisos bien visibles.
4. Está prohibido realizar trabajos sobre máquinas, aparatos y conductores eléctricos de alta tensión y en sus proximidades inmediatas, sin antes haber:
1) Cortado la tensión
2) Interrumpido visiblemente el circuito en los puntos de posible alimentación de
la instalación, sobre la que van a efectuarse los trabajos. 3) Colocando un aviso sobre todos los puntos de maniobra y mando con la
indicación “Trabajos en curso, no efectuar maniobras”. 4) Aislado y puesta a tierra todas las fases de la parte de la instalación sobre la
que o en cuyas proximidades se realizan los trabajos. 5) En ningún caso se empezarán los trabajos si los operarios no han adoptado la
disposición 4) anterior. 6) No se establecerá la tensión en los tramos ya seccionados para la ejecución
de trabajos, hasta que los responsables de la maniobra hayan recibido del Jefe del equipo de Mto. que ha realizado los trabajos, o de la persona que los sustituye, el aviso de que se han terminado los trabajos y puede aplicarse de nuevo la tensión.
En los trabajos sobre máquinas, aparatos o conductores eléctricos en particulares condiciones de peligro y cuya ejecución se confía a un solo trabajador, debe estar también presente otra persona (bajo vigilancia constante del personal Técnico habilitado al efecto, que como jefe del trabajo velará por el cumplimiento de las normas de Seguridad). Los trabajadores asignados a la operación de instalaciones eléctricas o que de alguna forma efectúen trabajos, operaciones o maniobras sobre instalaciones, máquinas o aparatos eléctricos, deben tener a su alcance o estar provistos individualmente de medios y equipos apropiados tales como: • Pértigas o tenazas aislantes • Pinzas con mango aislado • Guantes y zapatos aislantes • Escaleras, cinturones y arpones. 5. En cuanto a trabajos de Mto. en OBRAS CIVILES conviene tener presente
que: a) Las obras provisionales deben realizarse con buenos materiales y una técnica
proporcionada y adecuada a su fin, y deben conservarse en estado eficiente durante todo el trabajo.
111
Antes de volver a usar elementos de andamiaje de cualquier tipo hay que proceder a su revisión, eliminando los que no se encuentren en buen estado.
b) En los trabajos efectuados a alturas superiores a 2 m. deben montarse, según el desarrollo de los mismos, andamiajes u obras provisionales adecuadas u otras precauciones que eliminen el peligro de caída de personas y cosas.
c) El montaje y desmontaje de las obras provisionales debe realizarse bajo la
supervisión directa de un encargado. d) El responsable de la obra, a intervalos periódicos o después de
perturbaciones atmosféricas violentas, o de interrupciones prolongadas del trabajo, deben comprobar:
La verticalidad de los montantes El correcto ajuste de las uniones La eficacia de los anclajes y cortavientos
(arrastramientos)
Procurando la eventual sustitución o refuerzo de los elementos ineficientes.
e) Los elementos metálicos deben protegerse contra los agentes exteriores con pintura, epoxi, etc… 3.8.13 ESTADISTICAS DE SEGURIDAD POR SECTORES EMPRESARIALES Con objeto de que el Jefe de Mto. pueda tener una orientación de los valores de los dos índices propios de la Seguridad:
- Indice de frecuencia = trabajadas horas nº
10 x baja con accidentes de nº 6
- Indice de Gravedad IG= trabajadas horas de total nº
10 x baja con horas de nº 3
112
Presentamos los valores extremos de dichos índices en varios sectores empresariales Sector If IG Naval (astilleros) 40 ÷ 70 1,- ÷ 3,5 Siderurgia pesada 50 ÷ 90 1,5 ÷ 2,5 Aluminio 10 ÷ 50 0,3 ÷ 1,8 Fabricación serie 20 ÷ 60 0,2 ÷ 1,6 Química 8 ÷ 45 0,1 ÷ 1,46 Minero 60 ÷150 1,2 ÷ 3,8 Alimentación 15 ÷ 52 0,41÷ 0,98 Energía eléctrica 22 ÷ 68 0,34÷ 1,87 Papelero 35 ÷ 65 0,72÷ 2,74 Servicios y Hospitales 23 ÷ 59 0,21÷ 1,1 58% 0,74 Estos valores se refieren a la plantilla total de los sectores. Para determinar las correspondientes al equipo de Mantenimiento habrá que multiplicar por 1,5 y por 1,3 respectivamente con objeto de ceñirse a la mayoración aportada por la experiencia.
3.8.14 RESPONSABILIDADES LEGALES DEL INGENIERO DE MANTENIMIENTO Ya indicábamos al hablar de Seguridad, que los operarios de Mantenimiento están expuestos a múltiples accidentes en razón de su trabajo. Por ello, conviene, aunque sea levemente, informar sobre la responsabilidad jurídica en que pueden incurrir los mandos del Departamento. Todo ello con objeto de conocer la situación en que quedan o pueden quedar ante un accidente grave de trabajo, que afecte al personal de su plantilla. El tema de la responsabilidad siempre ha sido polémica en todas las áreas del derecho y es por eso, que su desconocimiento o falta de instrucción sobre la misma, ha acarreado desagradables sorpresas a los técnicos de Mantenimiento, que, a veces, se han visto arrastrados a situaciones jurídicas embarazosas y desagradables y sobre todo inesperadas. 1) Responsabilidad subjetiva y responsabilidad objetiva. Antes de la aparición de la época del maquinismo, e incluso a primeros de siglo, el derecho y sus Códigos establecían el concepto de Responsabilidad Subjetiva más o menos en estos términos:
113
El que por acción u omisión causa daño a otro, interviniendo culpa o negligencia, está obligado a reparar el daño causado. Pero con el acto de presencia de la gran industria y de las máquinas entra en danza el concepto de Responsabilidad Objetiva, es decir, el patrono o industrial y en general el Jefe ya no puede decir que "él no tiene la culpa", cuando la máquina, pese a haber adoptado todas las precauciones posibles, mutila al operario que lo conduce o repara. Cuando una empresa desarrolla una actividad, es lógico que ello implica una fuente de provechos para ella y, de paso un peligro adicional y extraordinario para los que allí trabajan. Entonces puede pensarse que la indemnización debe correr a cargo de aquella. Como una especie de contrapartida de la utilidad proporcionada por la actividad peligrosa aunque: El daño se haya producido sin poder evitarlo y pese a haber adoptado las precauciones técnicas oportunas. 2) Responsabilidad Penal y Civil. En el Derecho Español hay dos regímenes de responsabilidad por daños (accidente de trabajo entre ellos), la una que podríamos llamar delictual y que se gobierna por el Código Penal, y la otra cuasidelictual a la que se aplican las reglas del Código Civil. Así que mientras las obligaciones civiles que nazcan de los delitos o faltas se regirán por las disposiciones del Código Penal, las que se deriven de actos u omisiones en que intervenga culpa o negligencia no penadas por la Ley quedarán sometidas a las disposiciones del Código Civil. En cualquier accidente hay cuestión de responsabilidad criminal (penal) del causante del daño, y como la Empresa responde subsidiariamente por sus operarios, habitualmente se verá implicada en las responsabilidades procedentes de imprudencia punible de aquellos. Si un operario de Mantenimiento maneja el puente grúa con tan mala fortuna que empuja con una carga a dos oficiales que se hallan revisando un armario eléctrico y quedan malheridos, responsable de una falta mínima será el operario que manipula la grúa, pero la responsabilidad civil que recae sobre la Empresa será determinada por el tribunal penal y con arreglo a las normas del Código Penal. Si la sentencia penal es absolutoria o hay sobreseimiento de las actuaciones, o bien cuando la diligencia (cuidado) del causante del accidente ha sido tal que no ha cometido delito (falta) de imprudencia, pero no llega al grado exigido por los tribunales civiles, o se trata de responsabilidad objetiva, entra entonces en funciones el Código Civil.
114
El grado de exigencia de la diligencia del operario reclamado por uno u otro Tribunal (Civil y Penal) difieren notablemente por virtud de que:
- El Tribunal Penal persigue la punibilidad del hecho.
- El Tribunal Civil la reparación o resarcimiento del daño. Los Tribunales penales investigan si hay o no delito o falta: si la diligencia del causante era bastante o no para excluirlo, y para esta apreciación suelen inspirarse en un criterio más laxo en cuanto a la diligencia precisa. La sentencia nº 6 de noviembre de 1.969 (Sala 1ª) señala: El mínimo de culpa o negligencia para producir efectos en Derecho Penal
está integrado por el grado de culpa media. Mientras en Derecho Civil la culpa leve, que es intrascendente en la esfera
de lo penal, tiene trascendencia. Esto quiere decir que en toda acción dañosa la jurisprudencia penal se limita a pedir una DILIGENCIA MEDIA: La ordinaria, exigible a toda persona más o menos cuidadosa. No comportarse siguiendo las más elementales normas de convivencia social; porque aquí se considera la diligencia al efecto de apreciar la existencia o no de delito, y absuelto el causante del daño por Tribunal de lo criminal, en vista de que observó la diligencia suficiente (a efectos penales), y por tanto su acción no fue punible, bien puede ocurrir que sea condenado luego a INDEMNIZAR por los tribunales civiles, al no haber observado la diligencia MAXIMA que se exige para eximirle de responsabilidad. 3) Responsabilidad frente a los accidentes de trabajo. La Ley de Accidentes de Trabajo en su artículo 1º define el accidente de trabajo como "toda lesión corporal que el trabajador sufra con ocasión o por consecuencia del trabajo que ejecuta él por cuenta ajena. Declarando en su artículo 6º, “a menos que sean debidos a fuerza mayor extraña al trabajo en que produzca el accidente” Deberá entenderse existente la fuerza mayor cuando sea de tal naturaleza que no guarde relación con el ejercicio de la profesión de que se trate. En ningún caso se considerará como fuerza mayor extraña al trabajo la insolación, el rayo y otros fenómenos naturales análogos. La imprudencia profesional (inobservancia de las normas de seguridad entre otros), o sea lo que es consecuencia del ejercicio inspira, NO EXIME AL PATRONO de RESPONSABILIDAD. La responsabilidad es, como se ve, OBJETIVA.
115
Cuando aparece una causa de accidente extraña al trabajo, el Tribunal Supremo viene haciendo uso, con extraordinaria amplitud del principio. "En caso de duda, tiene razón el trabajador" Responsabilidad jurídica en Materia de Seguridad del Trabajo Casuística actual. El incumplimiento de las normas de Seguridad da lugar a varias responsabilidades ya contempladas en los párrafos anteriores, pero que con carácter más correcto vamos a explayar. Estas responsabilidades son exigibles por las normas del: - Derecho del Trabajo y de la Seguridad Social. - Derecho administrativo. - Derecho Penal. - Derecho Civil. dan lugar a los cuatro tipos de responsabilidad práctica: Responsabilidad Laboral Responsabilidad Administrativa Responsabilidad Penal
Responsabilidad Civil Esta cuádruple responsabilidad no es excluyente sino coexistente o compatible, la cual significa que puede ser exigida conjunta o sucesivamente. 1 - Responsabilidad Laboral La responsabilidad por la vulneración de las normas de Seguridad puede ser exigida desde el campo jurídico - laboral según estos casos: a) Responsabilidad empresarial o patronal. La infracción de las normas de Seguridad e Higiene puede acarrear a las Empresas las siguientes consecuencias: a-1) Sanciones pecuniarias o multas. a-2) Cierre temporal o definitivo de centros de Trabajo y separación o suspensión en sus funciones de los Directores o Gerentes. a-3) Paralización de los trabajos. a-4) Recargo de las indemnizaciones económicas.
116
a-5) Aumento de primas. a-6) Abono directo de todas las prestaciones derivadas de enfermedad profesional por falta de los reconocimientos médicos. b) Responsabilidad del personal directivo. Aparece una sanción de inhabilitación para cargos directivos establecido por el articulo 158 de la vigente Ordenanza General de Seguridad e Higiene del Trabajo. c) Responsabilidad de los Trabajadores. El incumplimiento de las obligaciones en Materia de Seguridad e Higiene por parte de los trabajadores puede dar lugar: Sanción que dimana de la potestad disciplinaria del empresario. Facultad correctora de la inspección de Trabajo. Pérdida del derecho a la reparación del siniestro laboral en los supuestos de dolo e imprudencia temeraria del trabajador. Con la llamada imprudencia profesional no ocurre lo mismo. 2 - Responsabilidad Administrativa. La responsabilidad administrativa por violación de una norma de tipo administrativo en materia de Seguridad, surge en aquellos supuestos en que la potestad sancionadora corresponde a otros órganos de la Administración distintos de los laborales. P. Ejemplo: preceptos contenidos en el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, que puede sancionar hasta con multas de cinco millones. 3 - Responsabilidad Penal (con intención de hacer daño) Puede ser de dos tipos: a) Responsabilidad dolosa. Corresponde a actos dolosos o tipo de acciones u omisiones en los que hay conciencia en su realización y conciencia de que son contrarios a derecho. El Código penal los sanciona como delito o como falta. El artículo 427 del Código Penal contempla el delito de Lesiones Laborales. El artículo 499 bis del Código Penal contempla los delitos contra la libertad y Seguridad en el trabajo.
117
b) Responsabilidad culposa El delito culposo (por imprudencia o negligencia) puede revestir cinco modalidades diferentes: pero siempre que produzca efecto dañoso 1 - Delito de imprudencia temeraria. 2 - Delito de imprudencia o negligencia simple con infracción de reglamentos. 3 - Impericia o negligencia profesional. 4 - Falta contra las personas por simple imprudencia o por negligencia 5 - Falta contra las cosas por imprudencia o negligencia simples. Es importante resaltar en este momento (año 2009) que el nuevo Código Penal, en vigor desde 1996, en su artículo 316 reconoce en España el delito de riesgo, el cual indica que no es menester que suceda el accidente (muerte, lesión, daño, etc...) Para incurrir en pena de prisión, pues es suficiente que se demuestre la nueva existencia de riesgo para el trabajador cuando la empresa no haya puesto deliberadamente los medios de protección necesarios. Por consiguiente, el empresario o sus delegados pueden sufrir por esta causa penas de prisión que van de seis meses a tres años y multas de seis a doce meses.
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DEFINICION
ACLARACIONES CASOS Y EJEMPLOS
PRACTICOS 1) Delito de imprudencia temeraria El que por imprudencia temeraria ejecutare un hecho que si mediare malicia constituirá delito, será castigado con la pena de prisión menor (párrafo 1º artículo 565, Código Penal)
La inobservancia de la más elemental prudencia. Total desprecio de los más elementales deberes de cautela. Menosprecio de las más elementales normas de convivencia humana
A la pena de un año de prisión menor un contratista y un encargado de la obra por no colocar barandillas y rodapiés en los andamios y que fue causa de la muerte de un trabajador
2) Delito de imprudencia o negligencia simple antirreglamentaria
Al que con infracción de los reglamentos cometiere un delito por simple imprudencia o negligencia se impondrá la pena de arresto mayor (párrafo 2º, art. 565 Código Penal)
Se precisa dos requisitos esenciales: a) acción u omisión prescindiendo del cuidado o diligencia media en una esfera especial de actividad y b) la infracción de una norma reglamentaria.
Un Jefe de Mto. y Seguridad, fue condenado a un mes y un día de arresto mayor. Un encargado de Seguridad fue condenado a tres meses de arresto mayor.
El delito 1 y el delito 2 se diferencian solamente en el alcance cualitativo mismo de la culpa atribuible al sujeto, según su mayor o menor dimensión. 3) Impericia o negligencia Profesional Es una agravación del caso anterior a través del párrafo 5º del art. 565 del Código Penal. Se supone que el sujeto activo del delito realice los actos imprudentes en el ejercicio de su profesión y en las funciones propias de la misma.
Por IMPERICIA se entiende la ineptitud o ignorancia en su profesión, pero actúa con abandono, descuido, o falta de precauciones absolutas, con lo que se incurre en imprudencia temeraria por medio de un plus de culpabilidad.
4) Falta contra las personas simple imprudencia o negligencia
Según el nº 3 del art. 586 del C. Penal, serán castigados con multas comprendidas entre 3 y 60 euros y represión privada los que, por simple imprudencia o por negligencia, sin cometer infracción de los reglamentos causen un mal a las personas que, si mediare malicia, constituiría delito y los que por cualquier clase de imprudencias causasen un mal a las personas que se mediare malicia, constituiría falta.
Ocurre cuando el agente de una acción u omisión no maliciosa, aunque voluntaria en su manifestación, deja de guardar un deber objetivo de cuidados de pequeño alcance cuantitativos y cualificativos.
A la pena de 12 euros de multa y reprensión privada fue condenado un maquinista por infracción del deber de seguridad.
5) Falta contra las cosas por imprudencia o negligencia
Aparece tipificada y sancionada en el art. 600 del C. Penal con una multa de 3 a 60 euros. Es igual que el caso anterior, a excepción del receptor del daño, que en este caso es un objeto en lugar de una persona.
Lo mismo que en el caso anterior.
Como antes una falta de este tipo fue condenado un perito industrial a la pena de 18 euros de multa, pago de costos correspondientes a un juicio de faltas y abono de indemnizaciones.
4 – Responsabilidad Civil Es principio fundamental, recogido en el artículo 19 del C. Penal, que toda persona responsable de un delito o falta, lo es también civilmente. Además de esta responsabilidad principal existe otra subsidiaria que se extiende a los amos, maestros, personas, entidades, organismos y empresas, por los delitos o
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faltas en que hubiesen incurrido sus criados, discípulos, oficiales, aprendices, empleados o dependientes en el desempeño de sus obligaciones o servicios. En apartados anteriores ya tuvimos la ocasión de analizar este tipo de responsabilidad (subjetiva y objetiva) y por acto propio y por hecho ajeno. 5) Conclusiones útiles para el Jefe de Mantenimiento.- Dentro del concepto de Jefe de Mto. cabe incluir al cabeza de la organización de Mto. como a los mandos intermedios de la misma, es decir siempre que exista función de mando para realizar una tarea comisiones de vigilancia y cuidado del grupo de colaboradores. Los mandos de Mto. tienen la obligación de conocer las normas de Seguridad e Higiene, de cumplirlas y de hacerlas cumplir y, conforme al deber de previsibilidad que les incumbe, están obligados a exigir a sus oficiales, coactiva o imperativamente, el cumplimento cabal de las cautelas y prevenciones de Seguridad. La pasividad de los trabajadores no es excusa para que los mandos de Mto. "dejen" de aplicar las normas de Seguridad. Los mandos de Mto., por estos motivos, pueden verse implicados en lamentables procesos penales y civiles. El personal Directivo, Técnico y los Mandos Intermedios tendrán la obligación de prohibir o paralizar los trabajos en que se advierte peligro, y la de instruir previamente al personal a sus órdenes de los riesgos del trabajo. 3.8.15 PUESTA EN CONFORMIDAD DE EQUIPOS DE TRABAJO SEGÚN RD 1215 DE 18 DE JULIO DE 1997. ANEXO I El ingeniero de mantenimiento no puede pasar por alto el conocimiento del contenido de este RD, en cuanto su Anexo I se refiere a las condiciones técnicas que debe reunir todo equipo de trabajo para que sea seguro. Su intervención es la puesta en conformidad de los equipos, según la normativa europea y que afecta a equipos ya usados (Los nuevos ya deben venir conformes con el marcado CE, tiene dos fases:
1) Chequear los equipos viejos para detectar deficiencias. 2) Corregir dichas deficiencias con medidas técnicas y recursos
económicos. Para ello adjuntaremos en este módulo del Curso. Texto íntegro de dicho Real Decreto – Anexo I. Check-list preparado para detectar deficiencias. Corrección de deficiencias encontradas.
120
A) Texto del RD 1215 de 18 de Julio de 1997 – Anexo l B) Check – list para aplicación del anexo I del Real Decreto
Al chequear cada equipo se debe responder: SI - Sí cumple NO - No cumple NP - No procede este item en este caso concreto (equipo de trabajo)
C) Corrección de deficiencias encontradas
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B) “CHECK-LISTS” PARA APLICACIÓN DEL ANEXO I DEL REAL DECRETO 1215 / 1997
REQUISITOS MÍNIMOS LEGALES Artículo 2. Definiciones: Equipo de trabajo:
Cualquier máquina, aparato, instrumento o instalación utilizado en el trabajo (incluidas herramientas).
Utilización de un equipo de trabajo: Cualquier actividad referida a un equipo de trabajo (puesta en marcha, detención, empleo, transporte, reparación, transformación, mantenimiento, conservación (incluida limpieza)).
Zona peligrosa: Cualquier zona, situada en el interior o alrededor de un equipo de trabajo, en la que la presencia de un trabajador expuesto entrañe un riesgo para su seguridad o para su salud.
Trabajador expuesto: Cualquier trabajador que se encuentre total o parcialmente en una zona peligrosa.
Operador del equipo: El trabajador encargado de la utilización de un equipo de trabajo.
Las “check-lists” que siguen permiten la verificación sistemática y exhaustiva del estado actual de los equipos de trabajo, en cuanto al cumplimiento de los requisitos del Anexo I del Real Decreto 1215 / 1997. Esta verificación permitirá la realización de las correcciones y adaptaciones de dichos equipos para que cumplan dichos requisitos, es decir, la PUESTA EN CONFORMIDAD DE LOS EQUIPOS DE TRABAJO por parte del usuario. Las “check-lists” son 3, correspondientes, respectivamente, a:
Anexo I. Apartado 1: Requisitos generales aplicables a los equipos de trabajo. Son de aplicación a TODOS los equipos, sean del tipo que sean.
Anexo I. Apartado 2 (Punto 1): Requisitos adicionales aplicables a los equipos de trabajo móviles (ya sean automotores o no). Se aplicará sólo a este tipo de equipos (además de la “check-list” 1 siempre, y la 3 sólo cuando proceda (equipo móvil de elevación de cargas)).
Anexo I. Apartado 2 (Punto 2): Requisitos adicionales aplicables a los equipos de trabajo para elevación de cargas. Se aplicará sólo a este tipo de equipos (además de la “check-list” 1 siempre, y la 2 sólo cuando proceda (equipo móvil de elevación de cargas)).
138
Fecha de revisión:
Descripción del equipo y ubicación:
Fecha de adquisición:
Reglamentación que le afecta:
ANEXO I. APARTADO 1 DISPOSICIONES MÍNIMAS GENERALES
APLICABLES A LOS EQUIPOS DE TRABAJO DISPOSICIONES SÍ NO NP OBSERVACIONES 1 Órganos de accionamiento 1.1
**
Los órganos de accionamiento (del equipo de trabajo) que tengan alguna incidencia en la seguridad ¿están claramente visibles e identificables?
1
1.2 **
Si corresponde, ¿están indicados con la señalización adecuada?
2
1.3 **
¿Están situados fuera de las zonas peligrosas? (Salvo: - si fuera necesario (para determinados órganos de accionamiento) - y la manipulación de éstos no pudiera ocasionar riesgos adicionales).
3
1.4 **
¿Son seguros frente a una manipulación involuntaria? (¿La evitan, o evitan los riesgos derivados de ella?).
4
1.5 *
En el caso de que fuera necesario, ¿el operador del equipo puede cerciorarse, desde el puesto de mando principal, de la ausencia de personas en las zonas peligrosas?
5
1.5.1 **
Si la respuesta 1.5 fuera negativa, por no ser posible, ¿la puesta en marcha va siempre precedida, automáticamente, de un sistema de alerta, tal como una señal de aviso acústica o visual?
6
1.5.2 **
Si la respuesta 1.5 fuera negativa, por no ser posible, ¿el trabajador afectado dispone de tiempo y medios para sustraerse al peligro por la puesta en marcha o la detención del equipo de trabajo?
7
1.6 **
¿Los sistemas de mando son seguros? (Deberán elegirse teniendo en cuenta los posibles fallos, perturbaciones y los requerimientos previsibles, en las condiciones de uso previstas).
8
2 Puesta en marcha
2.1 **
La puesta en marcha del equipo ¿sólo es posible mediante una acción voluntaria (del operador) sobre uno o varios órganos de accionamiento previstos a tal efecto?
9
139
DISPOSICIONES SÍ NO NP OBSERVACIONES
2.2 **
Después de una parada (voluntaria o involuntaria), ¿la puesta en marcha sólo es posible mediante una acción voluntaria sobre uno o varios órganos de accionamiento previstos a tal efecto? (Salvo que dicha puesta en marcha: - no presentase ningún riesgo para los trabajadores expuestos - o fuera resultante de la secuencia normal de un ciclo automático de funcionamiento).
10
2.3 **
Para introducir una modificación importante de las condiciones de funcionamiento (p.ej., velocidad, presión, temperatura, potencia, caudal...), ¿debe efectuarse una acción voluntaria sobre un órgano de accionamiento previsto? (Salvo que dicha modificación: - no presentase ningún riesgo para los trabajadores expuestos - o fuera resultante de la secuencia normal de un ciclo automático de funcionamiento).
11
3 Parada de la máquina 3.1 **
¿Dispone el equipo de un órgano de accionamiento que permita su parada total en condiciones de seguridad?
12
3.2 **
¿Dispone cada puesto de trabajo de un órgano de parada que permita (en función de los riesgos) parar totalmente el equipo o una parte de éste, de forma que dicho equipo quede en situación de seguridad?
13
3.3 **
La orden de parada del equipo ¿tiene prioridad sobre las de puesta en marcha?
14
3.4 **
Una vez obtenida la parada del equipo o de sus elementos peligrosos, ¿se interrumpe el suministro de energía de los órganos de accionamiento de que se trate?
15
3.5 **
¿Dispone de paro de emergencia? (Si éste fuera necesario, en función de: - riesgos (altos) del equipo de trabajo; - tiempo (largo) de parada normal...).
16
4 Protección contra caída de objetos o proyecciones
4.1 **
Si el equipo de trabajo entraña riesgo de caída de objetos, ¿dispone de dispositivos de protección adecuados contra ese riesgo?
17
4.2 **
Si el equipo de trabajo entraña riesgo de proyecciones de objetos, ¿dispone de dispositivos de protección adecuados contra ese riesgo?
18
5 Dispositivos de captación y extracción
5.1 **
Si el equipo de trabajo entraña riesgo por emanación de gases, vapores, líquidos o por emisiones de polvo, ¿dispone de dispositivos adecuados de captación o extracción cerca de la fuente emisora?
19
140
DISPOSICIONES SÍ NO NP OBSERVACIONES 6 Estabilidad
6.1 **
Si fuera necesario para la seguridad o la salud de los trabajadores, ¿el equipo de trabajo y sus elementos están estabilizados, mediante fijaciones o por otros medios?
20
7 Acceso y permanencia sobre los
equipos
7.1 **
Si la utilización prevista del equipo de trabajo requiere que los trabajadores se sitúen sobre el mismo, ¿dispone éste de los medios adecuados para garantizar que el acceso y permanencia en el equipo no suponga un riesgo para la seguridad y la salud?
21
7.1.1 **
En particular, si existe riesgo de caída de altura mayor de 2 metros, ¿el equipo dispone de barandillas rígidas con una altura mínima de 90 cm, ó de otros medios para una protección equivalente?
22
8 Estallido o rotura
8.1 **
Si existe riesgo de estallido o de rotura de elementos del equipo, y puede afectar significativamente a la seguridad o la salud de los trabajadores, ¿hay medidas de protección adecuadas?
23
9 Protección contra elementos móviles
9.1 **
Si los elementos móviles del equipo pueden entrañar riesgos de accidente por contacto mecánico, ¿dichos elementos están equipados con resguardos o dispositivos que impidan el acceso a las zonas peligrosas?
24
9.1.1 **
Dichos resguardos o dispositivos ¿son de fabricación sólida y resistente?
25
9.1.2 **
El diseño e instalación de los mismos ¿evita que se produzcan riesgos suplementarios?
26
9.1.3 **
¿Es difícil anularlos o ponerlos fuera de servicio?
27
9.1.4 **
¿Están situados a suficiente distancia de la zona peligrosa?
28
9.1.5 **
¿Limitan sólo lo imprescindible o necesario la observación del ciclo de trabajo?
29
9.1.6 **
¿Permiten las intervenciones indispensables para la colocación o la sustitución de las herramientas (sin que sean desmontados, a ser posible)?
30
9.1.7 **
¿Permiten las intervenciones indispensables para los trabajos de mantenimiento (sin que sean desmontados, a ser posible)?
31
9.1.8
** ¿Permiten el acceso únicamente al sector en que deba realizarse el trabajo (sin que sean desmontados, a ser posible)?
32
141
DISPOSICIONES SÍ NO NP OBSERVACIONES 9.2 **
Si los elementos móviles del equipo pueden entrañar riesgos de accidente por contacto mecánico, y los resguardos o dispositivos de protección no impiden el acceso a las zonas peligrosas, ¿dichos sistemas de protección detienen las maniobras peligrosas antes de dicho acceso?
33
9.2.1 **
Dichos resguardos o dispositivos de protección ¿son de fabricación sólida y resistente?
34
9.2.2 **
¿Su diseño e instalación evita que se produzcan riesgos suplementarios?
35
9.2.3 **
¿Es difícil anularlos o ponerlos fuera de servicio?
36
9.2.4 **
¿Están situados a suficiente distancia de la zona peligrosa?
37
9.2.5 **
¿Limitan sólo lo imprescindible o necesario la observación del ciclo de trabajo?
38
9.2.6 **
¿Permiten las intervenciones indispensables para la colocación o la sustitución de las herramientas (sin que sean desmontados, a ser posible)?
39
9.2.7 **
¿Permiten las intervenciones indispensables para los trabajos de mantenimiento (sin que sean desmontados, a ser posible)?
40
9.2.8 **
¿Permiten el acceso únicamente al sector en que deba realizarse el trabajo (sin que sean desmontados, a ser posible)?
41
10 Iluminación de zonas y puntos de
trabajo
10.1 **
Las zonas y puntos de trabajo y de mantenimiento del equipo de trabajo ¿están iluminadas adecuadamente, en función de las tareas que deban realizarse?
42
11 Temperaturas elevadas o muy
bajas
11.1 **
Las partes del equipo de trabajo que alcancen temperaturas elevadas o muy bajas ¿están protegidas contra los riesgos de contacto o la proximidad de los trabajadores, cuando corresponda?
43
12 Dispositivos de alarma
12.1 **
Los dispositivos de alarma del equipo ¿son perceptibles y comprensibles fácilmente y sin ambigüedades?
44
13 Separación de las fuentes de
energía
13.1 **
¿Dispone el equipo de trabajo de dispositivos que permitan separarlo de sus fuentes de energía?
45
13.2 **
¿Dichos dispositivos son claramente identificables?
46
142
DISPOSICIONES SÍ NO NP OBSERVACIONES
14 Advertencias y señalización 14.1
** El equipo de trabajo ¿dispone de las advertencias y señalizaciones indispensables para garantizar la seguridad de los trabajadores?
47
15 Protección frente a riesgos de
incendio, calentamiento o emisiones
15.1 **
El equipo ¿está provisto de medios para proteger a los trabajadores contra el riesgo de incendio?
48
15.2 **
El equipo ¿está provisto de medios para proteger a los trabajadores contra el riesgo de calentamiento del propio equipo?
49
15.3 **
El equipo ¿está provisto de medios para proteger a los trabajadores contra los riesgos de emanaciones de gases, polvos, líquidos, vapores u otras sustancias producidas por él?
50
15.4 **
El equipo ¿está provisto de medios para proteger a los trabajadores contra los riesgos de emanaciones de gases, polvos, líquidos, vapores u otras sustancias utilizadas por él?
51
15.5 **
El equipo ¿está provisto de medios para proteger a los trabajadores contra los riesgos de emanaciones de gases, polvos, líquidos, vapores u otras sustancias almacenadas por él?
52
16 Condiciones ambientales
climatológicas o industriales agresivas
16.1 **
Si el equipo se utiliza en condiciones ambientales (climatológicas o industriales) agresivas, que supongan un riesgo para la seguridad y salud de los trabajadores, ¿está el equipo acondicionado para trabajar en dicho ambiente?
53
16.1.1 **
En su caso, ¿dispone el equipo de sistemas de protección adecuados (tales como cabinas u otros)?
54
17 Riesgo de explosión
17.1 **
El equipo ¿es adecuado para prevenir el riesgo de explosión del propio equipo?
55
17.2 **
El equipo ¿es adecuado para prevenir el riesgo de explosión de las sustancias producidas por el mismo?
56
17.3 **
El equipo ¿es adecuado para prevenir el riesgo de explosión de las sustancias utilizadas por el mismo?
57
17.4 **
El equipo ¿es adecuado para prevenir el riesgo de explosión de las sustancias almacenadas por el mismo?
58
143
DISPOSICIONES SÍ NO NP OBSERVACIONES
18 Riesgo de electrocución 18.1
** El equipo ¿es adecuado para proteger a los trabajadores expuestos contra el riesgo de contacto directo o indirecto con la electricidad?
59
18.2 **
Las partes eléctricas del equipo ¿se ajustan a la normativa específica correspondiente?
60
19 Ruido, vibraciones y radiaciones
19.1 **
Si el equipo entraña riesgos por ruido, ¿dispone de las protecciones o dispositivos adecuados para limitar, en la medida de lo posible, su generación y propagación?
61
19.2 **
Si el equipo entraña riesgos por vibraciones, ¿dispone de las protecciones o dispositivos adecuados para limitar, en la medida de lo posible, su generación y propagación?
62
19.3 **
Si el equipo entraña riesgos por radiaciones, ¿dispone de las protecciones o dispositivos adecuados para limitar, en la medida de lo posible, su generación y propagación?
63
20 Líquidos corrosivos o a alta
temperatura
20.1 **
Si en el equipo se almacenan, trasiegan y/o tratan líquidos corrosivos, ¿dispone el equipo de las protecciones adecuadas para evitar el contacto accidental de los trabajadores con aquéllos?
64
20.2 **
Si en el equipo se almacenan, trasiegan y/o tratan líquidos a alta temperatura, ¿dispone el equipo de las protecciones adecuadas para evitar el contacto accidental de los trabajadores con aquéllos?
65
21 Herramientas manuales
21.1 **
La herramienta manual ¿está construida con materiales resistentes?
66
21.2 **
La unión entre sus elementos ¿es firme, de manera que se eviten las roturas o proyecciones de los mismos?
67
21.3 **
Sus mangos o empuñaduras ¿son de dimensiones adecuadas?
68
21.4 **
Sus mangos o empuñaduras ¿carecen de bordes agudos?
69
21.5 **
Sus mangos o empuñaduras ¿carecen de superficies resbaladizas?
70
21.6 **
Sus mangos o empuñaduras ¿son aislantes, en caso necesario?
71
144
ANEXO I. APARTADO 2.1
DISPOSICIONES MÍNIMAS ADICIONALES APLICABLES A LOS EQUIPOS DE TRABAJO MÓVILES
(YA SEAN AUTOMOTORES O NO)
DISPOSICIONES SÍ NO NP OBSERVACIONES 22 Equipos móviles con trabajadores
transportados: Desplazamiento
22.1 **
Dicho tipo de equipo ¿está adaptado de manera que se reduzcan los riesgos para dichos trabajadores durante el desplazamiento?
1
22.1.1 **
¿Incluye la reducción del riesgo de contacto de los trabajadores con ruedas y orugas?
2
22.1.2 **
¿Incluye la reducción del riesgo de aprisionamiento de los trabajadores por ruedas y orugas?
3
23 Bloqueo imprevisto de los
elementos de transmisión
23.1 *
Si el bloqueo imprevisto de los elementos de transmisión de energía entre el equipo de trabajo móvil y sus accesorios o remolques puede ocasionar riesgos específicos, ¿el equipo está equipado o adaptado de modo que se impida dicho bloqueo?
4
23.1.1 **
Si no se pudiera impedir dicho bloqueo, ¿se toman todas las medidas necesarias para evitar las consecuencias perjudiciales para los trabajadores?
5
24 Fijación de los elementos de
transmisión
24.1 **
Si existe riesgo de que los elementos de transmisión de energía entre el equipo de trabajo móvil y otro equipo también móvil se atasquen o deterioren al arrastrarse por el suelo, ¿existen medios de fijación eficaces para dichos elementos, para evitarlo?
6
25 Inclinación o vuelco
de equipos móviles con trabajadores transportados
25.1 *
Dicho tipo de equipo ¿está diseñado para hacer imposible su inclinación o vuelco?
7
25.1.1 *
Si la respuesta 25.1 es negativa, ¿está el equipo estabilizado, durante su empleo, de forma que sea imposible su inclinación o vuelco?
8
25.2 **
Si existe riesgo de inclinación o vuelco (respuestas 25.1 y 25.1.1 negativas), ¿cuenta el equipo con medidas que limiten, en las condiciones efectivas de uso, dichos riesgos, para los trabajadores?
9
145
DISPOSICIONES SÍ NO NP OBSERVACIONES
25.2.1 *
Las medidas del ítem 25.2 ¿incluyen una estructura de protección que impida que el equipo se incline más de un cuarto de vuelta?
10
25.2.2 *
Si no pudiera garantizarse que el equipo no pueda inclinarse más de un cuarto de vuelta, las medidas del ítem 25.2 ¿incluyen una estructura que garantice un espacio suficiente alrededor de los trabajadores transportados?
11
25.2.3 **
Si las respuestas 25.2.1 y 25.2.2 fuesen negativas, ¿tiene el equipo de trabajo otro/s dispositivo/s protector/es de alcance equivalente?
12
25.2.4 *
¿Alguna/s de las estructuras y/o dispositivos protectores de los ítems 25.2.1 a 25.2.3 forman parte integrante del equipo?
13
25.3 **
Si, en caso de inclinación o vuelco del equipo existe, para un trabajador transportado, riesgo de aplastamiento entre partes del equipo y el suelo, ¿hay instalado un sistema de retención de los trabajadores transportados, para evitarlo?
14
26 Carretillas elevadoras
ocupadas por trabajadores
26.1 **
La carretilla elevadora ocupada por uno o varios trabajadores ¿cuenta con medidas para limitar los riesgos de vuelco?
15
26.1.1 *
Dichas medidas ¿incluyen una cabina para el conductor?
16
26.1.2 *
Dichas medidas ¿incluyen una estructura que impida que la carretilla elevadora vuelque?
17
26.1.3 *
Dichas medidas ¿incluyen una estructura que garantice que, en caso de vuelco de la carretilla elevadora, quede espacio suficiente para los trabajadores transportados entre el suelo y determinadas partes de dicha carretilla?
18
26.1.4 *
Dichas medidas ¿incluyen una estructura que mantenga a los trabajadores transportados sobre el asiento, e impida que puedan quedar atrapados por partes de la carretilla en caso de vuelco?
19
26.2 **
Si la carretilla elevadora no cuenta con ninguna medida técnica de las citadas en los ítems 26.1.1 a 26.1.4, para limitar los riesgos de vuelco, ¿cuenta con otras medidas técnicas de protección equivalente?
20
146
DISPOSICIONES SÍ NO NP OBSERVACIONES
27 Equipos de trabajo automotores cuyo desplazamiento pueda ocasionar riesgos para los
trabajadores
27.1 **
El equipo de trabajo ¿cuenta con los medios que permitan evitar una puesta en marcha no autorizada?
21
27.2 **
En el caso de movimiento del equipo simultáneamente con otros, rodando todos sobre raíles, ¿el equipo cuenta con los medios adecuados que reduzcan las consecuencias de una posible colisión?
22
27.3 **
El equipo ¿cuenta con un dispositivo de frenado y parada?
23
27.3.1 **
En la medida en que lo exija la seguridad, ¿el equipo cuenta con un dispositivo de emergencia que permita el frenado y la parada en caso de fallo del dispositivo de frenado principal?
24
27.3.2 **
Dicho dispositivo de emergencia ¿es accionado ya sea por medio de mandos fácilmente accesibles, ya sea por sistemas automáticos?
25
27.4 **
¿El equipo cuenta con dispositivos auxiliares adecuados que mejoren la visibilidad cuando el campo directo de visión del conductor sea insuficiente para garantizar la seguridad?
26
27.5 **
Si el equipo está previsto para uso nocturno o en lugares oscuros, ¿cuenta con un dispositivo de iluminación adaptado al trabajo que deba efectuarse?
27
27.5.1 **
¿Dicho dispositivo garantiza una seguridad suficiente para los trabajadores?
28
27.6 *
Si el equipo entraña riesgo de incendio, por él mismo, que pueda poner en peligro a los trabajadores, ¿el lugar de utilización está equipado con dispositivos apropiados de lucha contra incendios, y que están en puntos suficientemente cercanos?
29
27.6.1 **
Si la respuesta 27.6 fuese negativa, ¿el equipo cuenta con dispositivos apropiados de lucha contra incendios?
30
27.7 *
Si el equipo entraña riesgo de incendio, debido a sus remolques, que pueda poner en peligro a los trabajadores, ¿el lugar de utilización está equipado con dispositivos apropiados de lucha contra incendios, y que están en puntos suficientemente cercanos?
31
27.7.1 **
Si la respuesta 27.7 fuese negativa, ¿el equipo cuenta con dispositivos apropiados de lucha contra incendios?
32
27.8 *
Si el equipo entraña riesgo de incendio, por las cargas que lleva, que pueda poner en peligro a los trabajadores, ¿el lugar de utilización está equipado con dispositivos apropiados de lucha contra incendios, y que están en puntos suficientemente cercanos?
33
147
DISPOSICIONES SÍ NO NP OBSERVACIONES
27.8.1 **
Si la respuesta 27.8 fuese negativa, ¿el equipo cuenta con dispositivos apropiados de lucha contra incendios?
34
27.9 **
Si el equipo se maneja a distancia, ¿se para automáticamente al salir del campo de control a distancia?
35
27.10 *
Si el equipo se maneja a distancia, y si (en condiciones normales de utilización) hay riesgos de que el equipo choque con los trabajadores o los aprisione, ¿el equipo está provisto de dispositivos de protección contra dichos riesgos?
36
27.10.1 **
Si existen riesgos de 27.10 y el equipo no está provisto de tales dispositivos de protección, ¿existen otros dispositivos, externos al equipo, adecuados para controlar el riesgo de choque?
37
28 Señalización acústica
28.1 **
Si el equipo de trabajo, por su movilidad, puede suponer un riesgo (en las condiciones de uso previstas) para la seguridad de los trabajadores situados en sus proximidades, ¿está provisto de una señalización acústica de advertencia?
38
28.2 **
Si el equipo de trabajo, por la movilidad de las cargas que desplaza, puede suponer un riesgo (en las condiciones de uso previstas) para la seguridad de los trabajadores situados en sus proximidades, ¿está provisto de una señalización acústica de advertencia?
39
148
ANEXO I. APARTADO 2.2
DISPOSICIONES MÍNIMAS ADICIONALES APLICABLES A LOS EQUIPOS DE TRABAJO PARA ELEVACIÓN DE
CARGAS DISPOSICIONES SÍ NO NP OBSERVACIONES
29 Solidez y estabilidad del equipo durante el empleo
29.1 **
Si el equipo es fijo (no móvil), ¿está instalado firmemente, para garantizar su solidez y estabilidad durante el empleo?
1
29.1.1 **
Para ello, ¿se ha tenido en cuenta, en particular, las cargas que deben levantarse y las tensiones inducidas en los puntos de suspensión o de fijación a las estructuras?
2
29.2 **
Si el equipo no es fijo, ¿dispone de los elementos o condiciones necesarias para garantizar su solidez y estabilidad durante el empleo?
3
29.2.1 **
Para ello, ¿se ha tenido en cuenta, en particular, las cargas que deben levantarse y las tensiones inducidas en los puntos de suspensión o de fijación a las estructuras?
4
30 Indicaciones y señalizaciones
30.1 **
¿Tiene el equipo una indicación claramente visible y comprensible de su carga nominal?
5
30.1.1 **
En su caso, ¿tiene una placa de carga que estipule la carga nominal de cada configuración del equipo?
6
30.2 **
Los accesorios de elevación ¿están marcados de tal forma que se puedan identificar las características esenciales para un uso seguro?
7
30.3 **
Si el equipo de trabajo no está destinado a la elevación de trabajadores y existe posibilidad de confusión, ¿existe una señalización adecuada fijada de manera visible?
8
31 Riesgos de la carga en equipos de
trabajo instalados permanentemente
31.1 **
¿Está instalado el equipo de modo que se reduzca el riesgo de que la carga caiga en picado?
9
31.2 **
¿Está instalado el equipo de modo que se reduzca el riesgo de que la carga se suelte?
10
31.3 **
¿Está instalado el equipo de modo que se reduzca el riesgo de que la carga se desvíe involuntariamente de forma peligrosa?
11
31.4 **
¿Está instalado el equipo de modo que se reduzca el riesgo de que la carga golpee a los trabajadores?
12
32 Equipos para elevación o
desplazamiento de trabajadores
32.1 **
Si existen riesgos de caída del habitáculo del equipo, ¿el equipo está provisto de dispositivos apropiados para evitar dichos riesgos?
13
149
DISPOSICIONES SÍ NO NP OBSERVACIONES
32.2 **
Si, por razones inherentes al lugar y al desnivel, el riesgo de caída del habitáculo no pudiera evitarse por medio de ningún dispositivo de seguridad, ¿hay instalado un cable para evitarlo, con un coeficiente de seguridad reforzado?
14
32.2.1 **
¿Se comprueba el buen estado del cable todos los días de trabajo?
15
32.3 **
Si existen riesgos de caída de los usuarios fuera del habitáculo del equipo, ¿el equipo está provisto de medios apropiados para evitar dichos riesgos?
16
32.4 **
¿El equipo está provisto de medios apropiados para evitar los riesgos de aplastamiento, aprisionamiento o choque de los usuarios?
17
32.4.1 **
Sobre dichos riesgos, ¿se ha tenido en cuenta, en especial, los debidos a un contacto fortuito con objetos?
18
32.5 **
¿El equipo está provisto de medios apropiados para garantizar la seguridad de los trabajadores que, en caso de accidente, queden bloqueados en el habitáculo?
19
32.5.1 **
¿Dichos medios permiten la liberación de dichos trabajadores bloqueados?
20
C) Corrección de deficiencias encontradas
150
Nº Proc.: PS 1.01
PROCEDIMIENTO
DE SEGURIDAD
Pag. 1
CRITERIOS TMI DE EVALUACION DE RIESGOS DE LAS DEFICIENCIAS DE EQUIPOS DE TRABAJO
Edición: 1 Supervisado Firma
Fecha:
JULIO 2008
151
Nº Proc.: PS 1.01 PROCEDIMIENTO
DE SEGURIDAD
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CRITERIOS TMI DE EVALUACION DE RIESGOS DE LAS DEFICIENCIAS DE EQUIPOS DE TRABAJO
PROBABILIDAD DE ACCIDENTE POR CAUSA DE LA DEFICIENCIA (P) Se expresa un % sobre la siguiente tabla traducida a cinco valores cualitativos: % Valoración 0 – 10 Muy Baja (MB) 11 – 30 Baja (B) 31 – 60 Media (M) 61 – 80 Alta (A) 81–100 Muy Alta (MA) CONSECUENCIAS (C) A las CONSECUENCIAS (razonablemente previsibles) de la situación peligrosa, una vez que se haya producido, le damos la siguiente VALORACION L – Ligeramente dañinas ......................... Sin baja laboral D – Dañinas ............................................. Con baja laboral E – Extremadamente dañinas ................. Muerte
RIESGO O CRITICIDAD Es la combinación de la PROBABILIDAD y las CONSECUENCIAS R = P x C, como se muestra en la siguiente tabla, utilizándose las cinco dominaciones Trivial, Tolerable, Moderada, Importante e Intolerable.
CONSECUENCIAS (C)
PROBABILIDAD (P)
L
D
E
MB Trivial Tolerable Moderado B Trivial Moderado Importante M Tolerable Importante Intolerable A Moderado Importante Intolerable
MA Importante Intolerable Intolerable
Explicando, a continuación, el significado, acciones y plazos para eliminar dichos riesgos: RIESGO ACCION Y PLAZO Trivial No se requiere acción específica
Tolerable
No se necesita mejorar la acción preventiva. Sin embargo, se deben considerar soluciones más rentables o mejoras que no supongan una carga económica importante. Se requieren comprobaciones periódicas para asegurar que se mantiene la eficacia de las medidas de control.
Moderado
Se deben hacer esfuerzos para reducir el riesgo, determinando las inversiones precisas. Las medidas para reducir el riesgo deben implantarse en un periodo determinado. Cuando el riesgo moderado esté asociado con consecuencias extremadamente dañinas, se precisará una acción posterior para establecer, con mas precisión, la probabilidad de daño como base para determinar la necesidad de mejora de las medidas de control
Impor-tante
No debe comenzarse el trabajo hasta que se haya reducido el riesgo. Puede que se precisen recursos considerables para controlar el riesgo. Cuando el riesgo corresponda a un trabajo que ya se está realizando, deberá remediarse el problema en un tiempo inferior al de los riesgos moderados.
Intolera-ble
No se debe comenzar ni continuar el trabajo hasta que se reduzca el riesgo. Si no es posible reducir el riesgo, incluso con recursos ilimitados, debe prohibirse el trabajo.
Edición:
1 Supervisado Firma
Fecha:
JULIO 2008
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3.9.- MANTENIMIENTO ENERGÉTICO AMBIENTAL 3.9.1 INTRODUCCIÓN AL MANTENIMIENTO ENERGÉTICO. El encarecimiento de los productos derivados del petróleo y por ende, de la energía, ha hecho aparecer en escena, en estos últimos años, una nueva modalidad del Mantenimiento: El Energético. Hasta hace bien poco, el bajo precio de los combustibles y su fácil adquisición liberaban a la dirección de las Empresas de cualquier preocupación sobre el capítulo de la energía. Pero las fluctuaciones del valor de los combustibles y de la energía eléctrica, que gravan pesadamente la economía empresarial, ha obligado a muchos directores a marcar a los Servicios de Mantenimiento y de Producción objetivos exigentes de AHORRO ENERGETICO. Este M. Energético posee los mismos principios que el Mantenimiento típico aplicado a las máquinas con objeto de asegurar su conservación y funcionamiento, es decir, preventiva y correctivamente. Si bien, sus metas son distintas: El M. Preventivo Energético busca la evitación de pérdidas de energía en
cualquier instalación. Se da la mano y actúa simultáneamente con el Mto. Preventivo de averías.
El M. Correctivo Energético repara incidentes que ocasionan pérdidas de
energía. En la fase inicial del Mto. Energético alcanza gran peso específico el M.M.Y. y el M.R.S, es decir las reformas y modificaciones de los equipos con vistas a la reducción drástica de consumo de energía. En la práctica y, a nivel de empresa el M. Energético queda englobado dentro de las funciones normales de Mantenimiento. Esto equivale a decir que, a la vez que se vela por el buen estado de las máquinas e instalaciones para conseguir su buen funcionamiento, se debe cuidar con firmeza del aspecto energético. En esta parte del TMI 102 pretendemos dotar al Jefe de Mantenimiento de una serie de herramientas que le permitan tomar iniciativas enderezadas a reducir los costes de Energía en su empresa. Aunque algunos temas pueden parecer a primera vista extraños a la típica función del Mantenimiento, creemos que en el período que estamos atravesando, muchas direcciones ya encomiendan al Jefe de Mantenimiento la resolución de problemas vinculados al ahorro energético que suponen aplicaciones y cálculos de balances térmicos y energéticos. Por eso pensamos en una formación completa tanto en el marco del cálculo (que de paso no ofrece ninguna dificultad) como en el de las reglas prácticas para localizar los puntos débiles de pérdidas económicas motivadas por la energía.
155
Estimamos que la documentación que se aporta en este apartado del Mto. Energético, es suficiente para que el Jefe de Mantenimiento encuentre, evalúe, controle y elimine cuantos despilfarros de energía sean patentes o recónditos, y que contribuyan a incrementar los gastos de explotación de la Empresa. Por otra parte, la sensibilidad del público por impedir el desastre ecológico y ambiental, y la necesidad real de que esto no suceda, obliga a las empresas a establecer unos objetivos, acordes con las disposiciones legales en esta materia (UNE-EN ISO 14001). El equipo de Mto. se ve implicado en trabajos relacionados con la polución y contaminación, dando pie al Mto. Ambiental, que en la segunda parte de este módulo estudiaremos. 3.9.2 EL DIAGRAMA DE SANKEY. EJEMPLOS PRÁCTICOS. Este diagrama permite presentar visualmente el flujo de energía en una empresa. A groso modo, la energía que interviene en el funcionamiento o vida de una empresa, se distribuye en cuatro grupos: Energía consumida o pagada por la empresa. Energía aprovechada o útil. Pérdidas de energía justificadas. Pérdidas de energía recuperables. Un diagrama elemental de Sankey es el siguiente: ENERGIA CONSUMIDA ENERGIA APROVECHADA
PERDIDAS JUSTIFICADAS PERDIDAS RECUPERABLES
Algunas fábricas con alta producción y equipos y maquinaria modernos logran aprovechar hasta un 75% de la energía consumida. Otros, en cambio no pasan del 20 al 30%. El equipo con alto rendimiento energético es más caro que el que lo tiene bajo. Lógicamente se compra el primero cuando la energía es cara y el segundo cuando es barata.
156
Expertos en energía de algunas naciones europeas, basándose en estudios que relacionan el coste de energía y el rendimiento exigible a los equipos, han llegado a la conclusión de que con los costes de energía y equipos actuales, para la misma calidad y producción debe consumirse un 30% menos de energía que en 1.972. Sin embargo, el consumo actual es prácticamente el mismo que en aquel año, ya que la rapidez de subida del precio de la energía ha impedido la adaptación de las instalaciones. Veamos como el diagrama de Sankey ayuda a pensar en el ahorro energético: PERDIDAS CON LOS HUMOS ENERGIA UTIL ENERGIA CONSUMIDA PERDIDAS POR PARED PERDIDAS PERDIDAS CON EL PRO ELECTRICAS DUCTO Y FINAL MECANICAS
157
En esta figura aparece, de forma simplificada, cómo se distribuye la energía aportada a una instalación. Si en esta instalación se montan recuperadores de calor en las salidas de los humos y del producto final y además calorifugamos las paredes, las pérdidas disminuirán, reduciéndose la energía consumida o pagada. Si además recuperamos energía eléctrica de las máquinas, y reducimos los rozamientos y desgastes, rebajaremos la factura de la energía RECUPERADA PERDIDAS CON DE LOS LOS HUMOS HUMOS ENERGIA ENERGIA UTIL CONSUMIDA la misma
PERDIDAS POR PARED
RECUPERADA DEL PRODUCTO PERDIDAS CON EL RECUPERADAS DE LAS PRODUCTO FINAL MAQUINAS E INSTALA- CIONES PERDIDAS ELEC- TRICAS Y MECANI- CAS
Al elaborar el diagrama de Sankey deben tenerse en cuenta los siguientes conceptos: Energía útil (siempre) Pérdidas por inquemados Pérdidas por las paredes Pérdidas de calor en el producto final Pérdidas en los humos Pérdidas de puesta en marcha Pérdidas por funcionamiento en vacío Pérdidas en productos rechazados Pérdidas por exceso de temperatura
158
Pérdidas por defecto de secado Pérdidas de vapor o aire comprimido Pérdidas en tuberías Bajo rendimiento de equipos Proceso anticuado o inadecuado Otro específico de su empresa Actualmente puede ser rentable recuperar la energía residual en la misma instalación en la que era antieconómico hace diez años. Por ejemplo, en 1.978 se pensó instalar en un proceso un intercambiador de calor que ahorraba un millón de Kcal/día. El coste de funcionamiento, incluida la amortización, era de 15,0 €/día. El calor recuperado suponía 12,0 €/día, y por consiguiente la operación no era rentable. El mismo estudio está representado en el cuadro siguiente con sus valores para 1.994 y 2.004. Ahora es MUY RENTABLE.
Para 1.000.000 Kcal/día
Año
Coste del combustible
Coste de la Recuperación
Beneficio
Rentabilidad
1978
12,0
15,0
- 3,0
NEGATIVA
1994
96,0
39,0
+ 57,0
ALTA
2004
156,0
72,0
+ 84,0
MUY ALTA
Ejemplos prácticos. Vamos a trazar los diagramas de Sankey de diversos sectores industriales con objeto de ofrecer un panorama general de los consumos de energía existentes. Evidentemente sobre cada diagrama se deberá intervenir con objeto de reducir el consumo de energía según las posibilidades de cada empresa y de cada sector. lº) Sector azucareras El diagrama está elaborado sobre los datos medios aportados por 12 azucareras de la zona Norte de España.
159
2º) Sector Centrales Térmicas El diagrama corresponde a datos medios de un grupo de 27 instalaciones del sector PERDIDAS EN PERDIDAS EN PERDIDAS EN PERDIDAS CALDERA TURBINA GENERACION ELECTRICAS ENERGIA PRIMARIA VAPOR ∼ ∼ COMBUSTIBLE CALDERA TURBI GENERADOR PARQUE NA TRANSF. ENERGIA ELEC.NETA SUMINISTRA- DA A LA RED CONDENSADO VAPOR PERDIDAS SERVIC. EN EL SISTEMA AUXIL. PROPIOS CONDENSADOR AGUA DE REFRIGERACION
160
CA
RB
ÓN
2.
047.
640
Tep
(1
7,80
%)
GAS NATURAL GAS - OIL 375.728 tep 4765 Tep (3,27%) (0,04%) FUEL – OIL (9.054.742 tep) (78,89%) TOTAL ENERGIA TRANSFORMADA EN CALDERAS 11.477.935 tep (100%) PERDIDAS EN CALDERA 1.352.101 tep (11,75%) PERDIDAS EN CONDENSADOR 5.511.934 tep (48,022%) PRODUCCION BRUTA PERDIDAS VARIAS HORNOS DE EN EL SISTEMA ALTERNIDAD 344.338 tep (3%) 49.639.992 M w/h (37,198%) CONSUMO EN AXULIARES 195.699 tep PRODUCCION (1.705%) SEMIMETA 47.361.480 PERDIDAS ELECTRICAS EN M w/h TRANSFORMACION (35,93%) 27.891 tep 0,243% PRODUCCION NETA 47.000.232 M w/h (35.259%)
161
3º) Sector vidrio Los presentes diagramas corresponden a valores medios de quince industrias del sector y referidos fundamentalmente a la energía consumida en tres tipos de hornos.
HORNOS A REGENERADORES HORNOS A REGENERADORES LLAMAS TRANSVERSALES LLAMAS EN BUCLE
HORNOS CON RECUPERADOR
162
4º) Sector aluminio Corresponde a valores medio de doce fábricas.
163
3.9.3 DIAGRAMA DEL PROCESO ENERGÉTICO EN LA EMPRESA. Antes de proceder al Análisis de la energía consumida en la empresa conviene establecer sobre el papel el diagrama del proceso de fabricación con objeto de determinar las aportaciones de energía en cada fase de producción. Dicho diagrama, que puede ser general o detallado de una sección contemplará las instalaciones y las diversas materias primas y productos terminados, con datos cuantitativos: nº de piezas, toneladas, m3, etc ... En estos diagramas, que son muy generales, deben indicarse cantidades de materias primas producidas y características del proceso. A continuación y a nivel de SECCION se debe indicar las aportaciones ANUALES Energéticas, materias primas, productos y subproductos, tal como aparecen en el siguiente esquema:
164
Es interesante recoger los datos relativos a las fuentes de suministro energético a la empresa siguiendo los siguientes pasos: a) Combustibles b) Electricidad c) Vapor adquirido d) Producciones energéticas propias e) Calor residual no aprovechado f) Aire comprimido
a) Combustibles En este capítulo conviene pasar revista a los diversos combustibles utilizados en la empresa indicando el poder calorífico inferior de cada uno (PCI) el consumo anual y la capacidad de almacenamiento del mismo en la planta. Todo ello se puede llevar a la tabla que, a continuación se expone. También conviene de alguna manera indicar para qué y cómo se usan dichos combustibles y también en qué zonas o instalaciones más se consumen. Es una labor de análisis básica para cualquier medida tendente al ahorro
CUADRO COMBUSTIBLE
TIPO
Poder calorífico inferior Del combustible (PCI)
Kcal/Kg.
Consumo anual
(Tm/año)
Capacidad de almacenamiento
de combustible (Tm) Fuel – Oil Carbón Gas – oil Gas natural Propano Butano Gasolina Madera
.
.
.
.
.
165
b) Electricidad El volumen total de energía eléctrica conviene desglosarlo en cuatro apartados o grupos: Consumo en fuerza motriz…………… Kw-h “ “ calentamientos……….. “ “ “ procesos electrolíticos.. “ “ “ alumbrado……………... “
c) Vapor adquirido Si la empresa compró o tomó vapor de una central o de otra, las toneladas/año deben reflejarse en el análisis de consumo energético. d) Producciones energéticas La energía que puede producir la propia empresa y utilizarla para sí, o sino venderla, adopta las siguientes formas: Combustibles………………….. Tm Electricidad-autogeneración…. Kw-h Vapor……………………………. Tm Otras formas de energía producidas- aire comprimido e) Calor residual APROVECHADO Como resultado de todo el proceso de producción, hay una serie de productos y subproductos normales, pero también existen otros que, bien como efluentes de la propia elaboración o como pérdidas dentro de la misma, no se aprovechan para nada. Estas pérdidas podemos achacarlas a diferentes causas tales como fugas de vapor por purgas, escapes naturales del proceso, eliminación de residuos o por fluidos calientes que no se aprovechan. De estas pérdidas residuales algunas se pueden recuperar y otras no podrán ser captadas en lo más mínimo. En la siguiente tabla se indican estas pérdidas, que normalmente se dan en centros productivos (no están incluidas pérdidas por humos de combustión, que merecen un estudio especial).
166
CALOR RESIDUAL NO APROVECHADO
Centro productor
Régimen de actividad
Naturaleza del efluente
Cantidad anual (Tm/año)
Presión (Kg/cm2) Temperatura (ºC)
Torre refrigeración Eyectores Intercambiadores Purgas Planta A Planta B Planta C Secado, chimenea Expedición y almacén
Continuo Continuo Intermitente Intermitente Continuo Continuo Intermitente Continuo Intermitente
Vapor de agua Vapor de agua Vapor de agua Vapor de agua Agua caliente Residuos sólidos Residuos líquidos Producto Producto (pérdidas)
x y z w t r s p k
Px, Tx Py, Ty Pz, Tz Pw, Tx Pt, Tt
Tr Ps, Ts Tp, Tp
Atmosférica ambiente
3.9.4 UNIDADES Y EQUIVALENCIAS. En el campo del ahorro energético se utilizan las siguientes unidades: Nm3 = metro cúbico en condiciones normales T = tonelada Kcal = kilocaloría Tep = tonelada equivalente de petróleo Tec = tonelada equivalente de carbón Kwh = kilovatio hora Mwh = megavatio hora Th = termia Las equivalencias fundamentales entre unidades son: 1 tec = 7 x 106 Kcal 1 tep = 107 Kcal = 1,1628 x 104 Kwh = 104 Termias 1 th = 103 kcal 1 tep = 1,428 tec = 104 termias Adjuntamos seguidamente las clases de combustibles utilizados en la industria, su poder calorífico inferior (o sea sin el calor de vaporización del agua contenida en ellos), y las equivalencias en tec y tep.
167
3.9.5 DISTRIBUCIÓN DE LOS CONSUMOS ENERGÉTICOS. Para el estudio de la distribución de los consumos energéticos podemos considerar las instalaciones de la Empresa X, S.A. divididas en varias secciones perfectamente delimitables. Estableceremos un modelo de tabla, con dos apartados que contemplan los siguientes conceptos: 1) Funciones de Producción. 2) Funciones Auxiliares. En el ámbito de las FUNCIONES DE PRODUCCION distinguiremos: a) Consumos en transformaciones mecánicas, fundamentalmente referido a
los procesos de fabricación: mecanizado, mezclas, talleres, arranque de productos, etc ...
b) Consumo en los procesos térmicos que corresponden a calentamientos
fusiones, secado, etc. c) Consumos en transformaciones químicas y bacteriológicas. d) Consumo en la generación de 'fuerza motriz y electricidad, que abarcan el
consumo de combustible para generar energía en la empresa o de combustible para producir fuerza motriz.
e) Consumo para toda clase de transporte en la Empresa: cintas,
transportadoras, grúas, bombeo de líquidos, etc ... En el área de las FUNCIONES AUXILIARES tendremos: a) Consumo de los servicios auxiliares de proceso de fabricación tales como
aire, agua, etc.. b) Consumo de la calefacción, ventilación, y acondicionamiento. c) Consumo del alumbrado general y total. Veamos un caso práctico:
168
Una industria de fabricación de productos de caucho está dividida en tres plantas perfectamente diferenciadas: 1) Planta de transporte y preparación del caucho. 2) Planta de fabricación de telas de caucho. En esta planta se halla instalada
una central térmica productora de energía eléctrica. 3) Planta de fabricación de objetos y juguetes de caucho. 4) Consumos energéticos comunes a todas las plantas. Utilizaremos como unidad de consumo energético la TERMIA = 103 Kcal. La distribución del consumo por plantas es la siguiente: Planta 1
Tipo de operación
Consumo anual TERMIAS
% del Total
1. FUNCIONES PRODUCCION a) Transformaciones mecánicas b) Procesos térmicos c) Transformaciones químicas y
bacteriológicas d) Generación de fuerza motriz 2. FUNCIONES AUXILIARES a) Servicios auxiliares proceso b) Calefac. Ventilac. A. Acondic. c) Alumbrado
1.054.146 0 0
0
35-183 450.694 19.780
14 0 0
0
0,5 6,2 0.3
Planta 2
Tipo de operación
Consumo anual TERMIAS
% del Total
1. FUNCIONES PRODUCCION a) Transformaciones mecánicas b) Procesos térmicos c) Transformaciones biológicas y
químicas d) Generación de fuerza motriz
de electricidad e) Transportes 2. FUNCIONES AUXILIARES a) Servicios de proceso b) Calefac. Ventilac. A. Acondic. c) Alumbrado
552.222 430.340
5.765.108
16.202.721
80.275
2.176.413 3.848.640
22.236
2,41 1,98
24,8
62,1 0,41
8,16 1,58 0,01
169
Planta 3
Tipo de operación
Consumo anual TERMIAS
% del Total
1. FUNCIONES PRODUCCION a) Transformaciones mecánicas b) Procesos Térmicos c) Transformaciones químicas y
biológicas d) Generación electricidad e) Transportes 2. FUNCIONES AUXILIARES a) Servicios auxiliares de produc. b) Calefac. Ventil. A. Acondic. c) Alumbrado
536.978 3.424.816
4,157.321
0 45.757
369.610 487.889 3.096
6 38
46 0
0,5
4 5,46 0,04
4) Consumos comunes y varios.
Tipo de operación
Consumo anual TERMIAS
% del Total
1. FUNCIONES PRODUCCION a) Transformaciones mecánicas b) Procesos térmicos c) Transf. Químicas y biológicas d) Generación electricidad e) Transportes 2. FUNCIONES AUXILIARES a) Servicios auxiliares de produc. b) Calefac. Ventilac. A. Acondic. c) Alumbrado d) Oficinas e) Garajes f) Almacén g) Dispensario h) Expediciones i) Pérdidas j) Varios
80.435 0 0 0
1.275.204
331.306 791.251 12.900 4.741 11.185 8.765 2.358
720.350 409.506 203.854
2 0 0 0
33
8,6 20,7 0,33 0,12 0,29 0,23 0,06
18,75 10,60 5,32
170
La distribución total de los consumos energéticos en la Empresa podemos resumirla en el siguiente cuadro:
Tipo de operación
Consumo anual TERMIAS
% del Total
1. FUNCIONES PRODUCCION a) Transformaciones mecánicas b) Procesos térmicos c) Transf. Químicas y biológicas d) Generación de fuerza motriz y
electricidad 2. FUNCIONES AUXILIARES a) Servicios aux. de procesos b) Calefac. Ventilac. A. Acondic. c) Alumbrado d) Varios – Oficinas
Garajes Almacén Dispensario Expediciones Pérdidas Otros
2.223.782 3.855.156 9.922.429
16.202.721 9.482.765
1.120.963 1.729.833
57.961 1.360.762
4,80 8,60
20,60
35,10 20,80
2,60 4,20 0,18 3,18
Esquema general de la utilización del flujo energético. Con base en la distribución de los consumos energéticos por plantas y, con la finalidad de exponer un claro panorama de la utilización del flujo energético, es muy conveniente trazar un esquema general para la empresa completa, tal como aparece en el siguiente diagrama, que no tiene en cuenta las diversas pérdidas de energía ocurridos en cada sección o instalación. Cuando se estudie el "Balance de Calor" lógicamente sí se deberán tener en cuenta las pérdidas.
171
172
3.9.6 CONSUMOS ESPECÍFICOS Y COSTES Es importante en cualquier balance energético referirse a la misma unidad, que equivale a adoptar una base sobre la que realizar la medida. Esta unidad o base es lo que damos en denominar Energía Primaria y se define como: Total de combustible que sería preciso gastar para producir, por una parte, el calor que la instalación requiere como energía térmica y por otra parte, la energía eléctrica que se consume como tal (supuesto producido en la misma planta por una central termoeléctrica de eficiencia 2470 Kcal/Kw-h. La energía primaria tiene así un sentido de coste en el mercado, dándosele el nombre de "primaria" para destacar que en ella no se contabilizan doblemente las partidas de energía que se transforman de una u otra forma a lo largo del proceso. La equivalencia entre los Kw-h consumidos en la empresa y las termias gastadas y la energía primaria medida en T.e.p. es la siguiente:
Tep = 1 Tm de fuel-oil = 104 Termias producidas por combustibles.
En toda planta de fabricación conviene conocer el consumo de Energía Primaria por unidad de producto. A esto llamaremos consumo específico. Este consumo en Teps se debe traducir después en coste de la energía por unidad de producto o tanto por ciento de coste debido a la energía. Este coste unitario, en muchos casos, constituye una importante partida de los costes totales de explotación, y de tal manera que cualquier variación habida en los combustibles tiene una notable repercusión en la marcha del negocio. Las dos siguientes tablas nos muestran los consumos específicos y la repercusión de coste total de explotación de cinco productos fabricados en una planta.
españolas
Térmicas Centrales las de medio orendimient el es 247,0 ; 1.000
0,247 x H -KW A Tep X =
173
TABLA 1ª
Energía consumida por Unidad de producto
TIPO DE PRODUCTO
Eléctrica Kw – h.
Combustible
Termias
Energía primaria
Tep
Coste de la energía
por unidad de producción €
Producto a Producto b Producto c Producto d Producto e
28,2 21,5 8,20 25 4,6
9,2 167 127
0 255
0,01 0,11 0,05
0,006 0,045
1,20
13,22 6,01 0,72 5,41
P. ejemplo, para el producto a:
El precio del Tep lo hemos valorado en 120,20 €. 0,01 x 120,20 = 1,20 €/energía primaria unidad producto a Tabla 2º REPERCUSION DEL COSTE DE LA ENERGIA EN EL PRECIO FINAL.
Denominación de los productos
Unidades
Precio venta unitario
% del precio debido a
energía Producto a Producto b Producto c Producto d Producto e
60.000 6.400 6.000 6.000 1.500
2,40
39,07 7,81 2,40 9,62
50%
33,8% 77% 30% 56%
Puede perfectamente observarse que la repercusión del coste de la energía sobre el precio de venta es, a veces, muy elevado. De ahí que cualquier inversión tendente a la reducción del consumo específico redunde favorablemente en el precio de venta y por consiguiente refuerza la competitividad de la empresa. Estos valores (% del precio debido al factor energético) varían sustancialmente entre productos de la misma empresa, y entre productos de diferentes empresas. En el ejemplo estudiado el factor energía es un poderoso componente del costo final.
a Tep/unidad 0,01 10
9,2
1.000
0,247 x28,2 Primaria E.
4=+=
174
3.9.7 POSIBILIDADES DE AHORRO ENERGÉTICO EN LA EMPRESA. INVERSIONES NECESARIAS. El objetivo de este cuadro es dar una idea rápida y global de toda la información correspondiente a las posibilidades de ahorro en toda la Empresa por secciones diversas, la inversión a realizar en 2004, el ahorro de energía primaria (s) sobre la energía Primaria total consumida (E.P.) y el período de retorno (sin tener en cuenta gastos financieros ni variación de gastos operativos).
Ahorro energético anual
SECCION
Energía Eléctrica
anual
Energía térmica
tep
S tep
Valor 2.004
103 €.
Inversión en
(2004) 103 €.
Ahorro S.E.P.
%
Plazo de retorno meses
A ………….. B ………….. C ………….
TOTAL
10.105
2.015
4.511
542,23
1.505,66
9,93
36
El ahorro de energía eléctrica expresa los valores correspondientes a los posibles ahorros anuales de energía eléctrica. Se consideran como ahorro las disminuciones de los consumos eléctricos en los puntos de utilización así como las reducciones en la cantidad de electricidad adquirida del exterior Si la empresa, por ejemplo, instala un generador de energía eléctrica supondrá ello una reducción de energía eléctrica adquirida. Si bien, como contrapartida ello significará un incremento de gasto de energía térmica (combustible) en la caldera productora de vapor. La casilla de ahorro de energía térmica indica los valores de ahorro debidos a disminuciones en los consumos de combustibles o fuentes de calor en general, como vapor, agua caliente, hornos, etc ... E.P. representa el valor total del consumo energético actual, constituido por la adición de la energía térmica y de la energía eléctrica - expresados en t. e. p. Valor 2.004 representa el valor monetario de multiplicar la S. ahorrada por el precio del combustible (120,20 €/tep). Inversión. Necesidades económicas requeridas para la ejecución de las medidas que darían lugar a los ahorros energéticos, valorados a los costes de 2.004. Ahorro S/Ep. Es la proporción entre la energía primaria ahorrada respecto a la Energía primaria consumida para cada sección.
175
Período de retorno en meses. Es el tiempo en meses necesario para recuperar la inversión, teniendo en cuenta los gastos financieros y los gastos operativos. Su expresión es la siguiente:
Ahorro anual = ahorro energético en €. Gastos = 20% de la inversión (gasto financiero anual) + variación anual de los costos operativos producidos por la inversión: mano de obra, mantenimiento, energía eléctrica, etc. (esta última variación puede tener componentes positivos y negativos). Se consideran buenas inversiones en gestión energética, aquellas que tengan un período de retorno igual o inferior a 2 años. Al mismo tiempo, y de forma aproximada, el período de retorno permite clasificar las propuestas de mejora en grandes grupos según su plazo de "retorno" de la inversión. CORTO ……… menor de 6 meses MEDIO ………. entre 6 meses y 2 años LARGO ………. más de 2 años. Cuadro de ahorro según período de retorno. También es interesante realizar un cuadro, que recoja los ahorros de energía previstos en los períodos de retorno, teniendo ya presente los gastos financieros y operativos, y las secciones de la empresa.
Ahorro
E.P.
Valor inversión
Ahorro Euros
1996
Gastos
Ahorro neto
Periodo de tiempo
Tep/año
103 €.
103 €.
103 €/año
103 €/año
Menos 1 año 1 a 2 años 2 a 5 años
TOTAL
4.511
1.505,66
542,23
170,15
372,09
siendo ,anuales Gastos - anual Ahorro
inversiónValor 12 retorno de Periodo =
176
Cuadro de ahorro según tipo de actuación o mejora. Siguiendo el mismo caso anterior, se puede establecer el siguiente cuadro:
Ahorro E.P.
Inversión 1996
Ahorro S
Gastos
Ahorro neto
Tipo de
actuación o mejora
Tep/año
103 €.
103 €/año
103 €/año
103 €/año
Cambio equipos
327
90,18
39,31
11,94
27,37
Recuperación energía residual
137
10,14
16,47
5,07
11,40
Mejoras en la combustión
731
15,91
87,87
24,81
63,06
Aislamiento térmico
67
73,35
8,05
2,97
5,08
Cambio en los sistemas de ope ración
2.805
1.117,28
337,17
108,96
228,21
Servicios aux. y varios
444
198,80
53,36
16,40
36,97
TOTAL
4.511
1.505,66
542,23
170,15
372,09
Cuadro de ahorro según tipo de bienes de equipo e instalaciones.
Ahorro E.P.
Inversión 1996
Ahorro S
Gastos
Ahorro neto
Equipos
E.P.
103 €
103 €/año
103 €/año
103 €/año
Calderas
2.470
1.122,39
296,90
89,86
207,04
Hornos
200
1,26
24,04
7,12
16,92
Intercambiador.
137
10,14
16,47
4,78
11,69
Turboalternador.
292
168,28
35,10
9,89
25,21
Aislamiento
67
13,25
8,05
2,97
5,08
Instrumentación
32
31,02
3,84
1,16
2,69
Motor y material eléctrico
323
61,96
38,83
12,75
26,08
Calderería y tubería
150
60,76
18,03
4,90
13,13
Equipo y varios
840
36,60
100,97
36,72
64,25
TOTAL
4.511
1.505,66
542,23
170,15
372,09
177
3.9.8 BALANCE DE CALOR DE UNA INSTALACIÓN. El balance de calor de una instalación es la información fundamental para apreciar correctamente el rendimiento térmico de un proceso y para valorar las pérdidas de calor que pueden producirse de alguna manera. En resumen, consiste en una comparación entre la suma de las diferentes formas de energía que entran y salen del sistema, todas referidas a la misma unidad de tiempo, y expresados en las mismas unidades térmicas (térmias, tep, Kw, calorías) bien con relación a una unidad de peso de producto, bien a otra forma que resulte adecuada. Según esto, el balance de calor debe apoyarse en: En el de materia del proceso. En el diagrama de flujo energético de la instalación. Teniendo BIEN PRESENTE que: Deben estar representados todos los circuitos posibles, incluso aquellos que se utilizan solamente en condiciones excepcionales, ya que ciertas anomalías que a veces se observan en los cálculos pueden explicarse solamente por la existencia de flujos no controlados. El balance de calor conviene dividirlo en múltiples fases efectuando para cada una de ellas los oportunos balances parciales que deben CUADRAR con el global de la básica. Es lógico que los logros conseguidos en cada balance parcial dentro del capítulo de la energía constituyan un importante hito en dicho objetivo. No es preciso realizar el balance global de la planta, sino atacar el problema con balances parciales y efectuar mejoras en el terreno práctico. Todo balance calorífico de una instalación se compone fundamentalmente de cuatro elementos:
a) Diagrama de flujo de materias (esquema de proceso) b) Toma de datos y mediciones c) Cuadro de calores entrantes y salientes d) Cálculos y comprobaciones. Determinación del valor y localización de
las pérdidas Para que un balance calorífico ofrezca resultados significativos, en su realización se deben tomar las siguientes precauciones: 1) En procesos discontinuos la toma de datos se realizará durante una carga
completa.
178
2) En procesos continuos la toma de datos comienza una vez estabilizadas
las condiciones de operación y continúa durante un período de tiempo tal que las pequeñas variaciones no influyan en los resultados.
3) En procesos críticos la toma de datos comienza y termina en puntos
correspondientes del ciclo. En el balance de calor de un proceso industrial o de una fase del mismo pueden intervenir las diversas partidas que se señalan en los siguientes cuadros: Calores
Calores entrantes
Determinación
Localización de datos
Calor de combustión
Cantidad x P.C.S. (1)
Tabla I: P.C.S. de los combustibles más comunes
Calor sensible del combustible
Cantidad x Cpm (te – tb) (2)
Gráfico A: Cpm de los derivados del petróleo líquidos. Tabla II: Cpm de algunos gases combustibles esta partida se des- precia para los combustibles sóli- dos que suelen entrar a temperatura ambiente
Calor sensible del aire de combus- tión seco
Cantidad x Cpm x (te – tb)
Tabla III: Cpm del aire
Calor aportado por el vapor de agua con aire de combustión
Cantidad x H
H 0 597 + 0,45 te (Kcal/Kg. vapor de agua)
Calor aportado por el aire de combustión húmedo
Suma de las dos partidas anterio- res.
Gráfica C: diagrama psicométrico del aire húmedo
Calor aportado por vapor de agua de otras procedencias
Cantidad x H
Gráfica D: diagrama de Mollier
Calor sensible de otras materias entr.
Cantidad x Cpm (te – tb)
Bibliografía especializada
Calor de reacción (si es exotérmi- ca)
Cantidad x Q unitario
Bibliografía especializada
Calores de cambios de estado exotérmicos
Cantidad x Q unitario (3)
Bibliografía especializada
Energía mecánica degradada (4)
Energía mecánica suministrada por factor
El factor (inferior a la unidad) es característico de cada instalación.
Las tablas y gráficos citados se encuentran al final del capítulo. (1) P.C.S. = Poder Calorífico Superior. Se debe introducir el P.C.S. y no el P.C.I. (Poder Calorífico Inferior) siempre que entre los calores salientes se incluya la entalpía del vapor de agua procedente de la combustión. (2) te = temperatura de entrada de cada producto.
tb = temperatura base de entalpías y que suele ser 25ºC, 0ºC ó 20ºC
179
En un balance debe ser siempre la misma. (3) Frecuentemente el calor de cambio de estado está incluido en el calor de
reacción. (4) Generalmente esta partida es despreciable. Tiene importancia en los
procesos de molienda y en la compresión de gases. Calores
Calores salientes
Determinación
Localización de datos
Calor total de todas las materias que salen del sistema, se desglosa en: Calor sensible Calor latente
Cantidad x Cpm (ts – tb) (5) Cantidad x Q unitario
Bibliografía especializada
Calor sensible y latente de flujos (6) Calor sensible
Σ ni x Cpmi (ts – tb) (7)
Tabla IV: Cpm de diversos gases en Kcal/kgºC Tabla V: Cpm de diversos gases en Kcal/Nm3º C. Gráfico E Pérdida de calor en humos Para otros gases: bibliografía especializada. Bibliografía especializada. Para el vapor de agua utilizar el diagrama de Mollier (gráfico D) calculada previamente la presión parcial del agua en la mezcla de gases
Calor de reacción (si es endotérmi- ca)
Cantidad Q unitario
Bibliografía especializada
Calor de cambios de estado endo-térmicos
Cantidad Q unitario (3)
Bibliografía especializada
Calor total de los inquemados
Cantidad x P.C.S.
Para CO: Q (en calorías) = 3020 x Nm3 de CO. Para C en cenizas: Q (en Kcal) = 8080 x Kg de C para otros inquemados: bibliografía
Calor eliminados por refrigerantes (8)
Caudal x tiempo xcpm x (t1 – t2)(9)
Para aire: tabla IV Para agua: Cpm – Kgcal
Kg1C Calor perdido a través de las pare- des envolventes
Q = h x S x (tp – ta) (10)
Para ambientes protegidos h oscila entre 10 y 20 Kcal/hm2 ºC según la posición de la superficie y el valor tp. Para más exactitud consultar bibliografía (11)
(5): ts = temperatura de salida de cada producto (puede ser distinta para
cada corriente). La temperatura base, tb, debe ser la misma que se eligió para los productos entrantes.
(6): Es un caso particular del calor total de productos salientes.
180
(7): ni = número de unidades del producto i.
Cpmi = calor específico medio del producto i entre ts y tb. (8): Los refrigerantes pueden ser muy variados (agua, aceite, aire, etc.) y
pueden enfriar todo el aparato, un flujo o solamente determinados mecanismos.
(9): t1, t2, temperaturas de entrada y salida del fluido refrigerante. En el caso
de las cenizas deben considerarse además los inquemados. (10): h = coeficiente de convección (Kcal/h m 20C)
S = superficie total (m tp = temperatura pared ta = temperatura ambiente
(11): Cuando tp presenta grandes variaciones, el cálculo del calor transmitido
se descompondrá por zonas isotermas o se estimará una temperatura de pared media.
Caso práctico de balance de calor de una instalación. En un secadero rotativo se secan 20 Tm/hora de una pulpa que procede de una fase de prensado. La alimentación se efectúa con un 23% de materia seca (M.S.) y el secado se prolonga hasta un 8% de humedad (base húmeda). En equicorriente con la pulpa entran en el secadero los gases procedentes de la combustión de un fuel-oil en una mufla. Dada la naturaleza del producto a tratar, la temperatura máxima permisible para los gases en la admisión es de 800ºC. El aire para la combustión se introduce a la temperatura ambiente. Las dimensiones exteriores del secadero y de la mufla son las siguientes: Secadero: D = 3 m. L = 18 m. Mufla: D = 2,5 m. L = 8 m. El secadero gira a 1 vuelta/minuto, por lo que se despreciará la posible transferencia de energía mecánica en calor por este concepto.
181
Vamos a ver los pasos a seguir para realizar el balance de calor: a) Esquema del proceso AIRE PULPA PRENSADA FUEL-OIL GAS
SECADERO MUFLA ROTATIVO PULPA SECA b) Mediciones y datos base Con la instalación funcionando en régimen estacionario y con una alimentación constante de 20 Tm/hora, se efectuaron las siguientes mediciones en el período de tiempo de 1 hora. - Datos relativos a la pulpa.
Caudal (Kg/h)
M.S. (%)
M.S. (Kg/h.)
Agua (Kg/h)
Pulpa prensada Pulpa secada
20.000 5.000
23 92
4.600 4.600
15.400
400 Agua evaporada: 15.400 Kg/h - 400 Kg/h = 15.000 Kg/h Calor específico medio de la M.S. de la pulpa = 0,3 Kcal/Kg ºC (dato bibliográfico). Temperatura entrada de la pulpa 50ºC. Temperatura de salida de la pulpa 100ºC. Datos relativos al fuel-oil
Caudal medio: 1.100 Kg/h Temperatura de inyección: 110ºC
182
Análisis de peso: C = 85,5%
H = 10,8% S = 2,7%
Densidad a 15ºC = 0,945 Temperatura media de ebullición = 480ºC
P.C.S. = 10.200 Kcal/kg fuel-oil P.C.I. = P.C.S. - 600 . 9 . H = 10.200 - (600 x 9 x 0,108) = 9.617 La combustión estequiométrica de este fuel-oil origina los siguientes productos:
Cantidad de productos formados
Aire teórico necesario
Kg/Kg
Nm3/Kg
Kg/Kg
Nm3/Kg
CO2
SO2
N2
H2=
Total
CO2
SO2
N2
H2=
Total
13,9
10,76
3,14
10,62
10,62
0,98
14,8
1,60
0,0189
8,50
1,21
11,3
En función de la composición del fuel-oil se tiene el diagrama de OSTWALD que aparece en la siguiente figura y tiene por objeto el seguimiento de la marcha de la combustión.
183
c) Datos relativos a los gases Temperatura de entrada al secadero = 800ºC Temperatura de salida del secadero = 130ºC Los valores medios de los análisis, base seca, coincidentes a la entrada y salida del secadero: CO2 = 4, 55% O2 = 15% CO = 0% Llevando estos valores sobre el diagrama de OSTWALD obtenemos el punto A (n = 3,55), que se encuentra sobre la línea de combustión perfecta (Co = 0%). Tomaremos este valor n de exceso de aire en relación con el estequiométrico. d) Otras medidas Temperatura media envolvente secadero = 45ºC Temperatura media envolvente mufla = 65ºC Presión atmosférica = 760 mm de Hg
184
Humedad relativa del aire = 40% Temperatura ambiente (medida con termómetro seco) = 19ºC e) Balance de calor global del Secadero - BASE 1 HORA
Partidas
CALORES ENTRANTES
Kcal 106
11,24
0,06
0,23
0,17
0,07
0,77
E – 1
E – 2
E – 3
E – 4
Gráfico C
E – 5
E – 6
E – T
Calor de combustión del fuel – oil 1.100 Kg. x 10.200 Kcal/kg .. Calor sensible del fuel-oil 1.100 Kg x 0,51 Kcal/Kgº C x 110º C Calor sensible del aire de combustible seco 3,35 x 10 x 76 x 1100 Kg x 0,311 Kcal/Nm3 ºC x 19ºC …………………………… Calor aportado por el vapor de agua con aire de combustión 0,0055 Kg agua/Kg aire x 3,35 x 13,9 Kg aire/Kg f.o. x 1100 Kg f. o x 605 Kcal/Kg vapor agua ………. Calor sensible de la materia secada de la pulpa 4600 Kg x 0,3 Kcal/Kg MsºC x 50ºC ……………………………… Calor sensible del agua de la pulpa 20.000 Kg. x (100 – 23%) Kg agua/Kg x 1 Kcal/Kg. agua ºC x 50ºC ……………………….. CALOR TOTAL ENTRANTE
12,52
185
Partidas
CALORES SALIENTES
Kcal 106
S – 1
S – 2
S – 3
S – 4
S – 5
S – 6
Calor Sensible con materia seca de pulpa seca 20.000 Kg x 0,23 Kg M.S./Kg x 0,3 x 100ºC …………………… Calor sensible en humedad de pulpa seca 4600 Kg M.S. x 8 Kg. agua/92 Kg. M.S. x 1 Kcal/Kg agua ºC x 100ºC ……………………………………………………………… Calor sensible con (CO2 + SO2) en humos 1100 Kg f. o x 1,62 Nm3/Kg f.o x 0,422 Kcal/Nm3 ºC x 130ºC Calor sensible con N2 en humos 1100 Kg f.o x 10,76 x 3,35 x 0,79 Nm3/Kg.fo x 0,305 Kcal/Nm3ºC x 130ºC Calor sensible con O2 en humos 1100 Kg. f.o. x (3,35 – 1) x 10,76 x 0,21 Nm3/Kg f.o. x 0,296 Kcal/Nm3ºC x 130ºC ……………………… Calor con vapor de agua en humos. Evaporado de pulpa 20.000 (0,77 – 0,23 x 8/92) = 15.000 Kg. Humedad del aire 1100 x 3,35 x 13,9 x 0,0055 = 281 Kg. Formada en combustión 1100 x 0,98 = 1.078 Kg Total = 16.379 Kg. Calor = 16.359 x 655 Kcal/Kg CALOR TOTAL SALIENTE
0,14
0,04
0,10
1,24
0,22
10,72
12,46
Los incrementos de temperaturas medias para el secadero y la mufla son respectivamente de 45 - 19 = 26ºC y 65 - 19 = 46ºC y tomando un coeficiente global de transmisión de calor h de 10 Kcal/h m- ºC para ambos. Las pérdidas por radiación y conducción serán:
Q = secadero = 10 x (π x 3 x 18) x 26ºC = 44.108 Kcal/h.
Q = mufla = 10 x (π x 2,5 x 8) x 46ºC = 28.903 Kcal/h. Q total = 73.010 Kcal/h = 0,073
Kcal 106 , valor aproximado al que da la diferencia entre el calor saliente y entrante del balance:
12,52 - 12,46 = 0,06 Kcal . 106 y que confirma la fiabilidad de los resultados.
186
f) Eficiencia o rendimiento del secadero Se puede definir mediante la formula:
Ahorro energético por medio del balance En el ejemplo anterior podemos observar que la partida S-6 del calor que llevan los gases húmedos alcanza una cifra realmente importante 10,72, valor que debemos rebajar, pese al elevado rendimiento de la Instalación, y que puede suponer una elevada reducción del consumo del fuel-oil. Se nos ocurre la idea de que estos gases pueden emplearse en el propio proceso para precalentar el aire de combustión. Otra posible solución es recircular a la mufla parte de los gases afluentes del sistema para atemperar los gases de combustión hasta la temperatura de entrada en el secadero. Como ambas soluciones no son incompatibles las aplicaremos simultáneamente. Daremos los mismos pasos que en el caso anterior.
80,95% 100 x 10 x 11,22
50) - (655,5 15.000 R
100 x ecombustibl elpor dosuministraCalor
evaporada agua del H Entalpía R
6==
=
187
t
a) Esquema del proceso PULPA PRENSADA AIRE FUEL-OIL MUFLA SECADERO CAMBIADOR GASES CALIENTES AIRE PRECALENTADO SISTEMA SISTEMA MUFLA DE SISTEMA
CAMBIADOR GLOBAL PULPA SECA
b) Datos base Son válidos los del caso anterior con las siguientes salvedades: La cantidad de fuel-oil es una incógnita F (Kg/H) El exceso de aire de combustión lo fijamos en el 20% (n=1,2) Los gases salen del secadero a 1302ºC, si bien posteriormente pasan por el
cambiador enfriándose hasta la temperatura final t. La temperatura del aire precalentado se fija en 80ºC. Las pérdidas totales del sistema se valoran en 100.000 Kcal. y en la zona
del cambiador se estiman en 20.000 Kcal. c) Balance del sistema Al introducir en este cálculo dos incógnitas (F y t) necesitaremos dos ecuaciones de balance para su determinación. En el presente caso conseguimos estas dos ecuaciones efectuando el balance general de la instalación y el balance parcial del cambiador. En este sistema no hay retorno de gases directo a la mufla.
188
Partidas
CALORES ENTRANTES Sistema
Base 1 hora
Kcal.
E – 1
E – 2
E – 3
E – 4
E – 5
E – 6
E – T
Calor de combustión del fuel – oil (P.C.S.) F Kg. x 10.200 Kcal/Kg. Calor sensible del fuel – oil F Kg x 0,51 Kcal/KgºC x 110ºC Calor sensible del aire de combustión seco 1,2 x 10,76 Nm3/Kg f.o x 0,311 Kcal/Nm3 0C x F Kg f.o x 19ºC Calor con humedad de aire de combustión 0,0055 Kg agua/Kg aire x 1,2 x 13,9 Kg.aire/Kg f.o x F Kg x 605 Kcal/Kg. agua Calor sensible de la materia seca de la pulpa 20.000 Kg x 0,23 Kg MS/Kg x 0,3 Kcal/Kg MSºC x 50ºC Calor sensible del agua de la pulpa 20.000 Kg x 0,77 Kg.agua/Kg x 1 Kcal/Kg agua ºC x 50ºC
CALOR TOTAL ENTRANTE = 839.000 + 10.387 F
10.200 F
56,10 F
76,30 F
55 F
69.000
770.000
Partidas
CALORES SALIENTES Sistema
Base 1 hora
Kcal
S – 1
S – 2
S – 3
S – 4
S – 5
S – 6
S – 7
Calor sensible con materia seca de pulpa seca Kg x 0,23 MS/Kg x 0,3. Kcal/Kg MsºC x 100ºC Calor sensible con humedad de pulpa seca 20.000 Kg. x 0,23 KgMS/Kg x 8 Kg ag/92 Kg Ms x 1 Kcal/Kg aguaºC x 100ºC Calor sensible con N2 en humos F Kg f.o. x 10,76 x 1,2 Nm3 aire/Kg f.0 x 310 Kcal/Nm3ºC x tº Calor sensible con (CO2 + SO2) en humos F Kg f.o x 1,62 Nm3/Kg f.o x 0,415 Kcal/Nm3ºC x tºC Calor sensible con O2 en humos F Kg f.o x 10,76 x 0,2 Nm3 aire/Kg f.o x 0,21 Nm3O2/Nm3aire x 0,290 Kcal/Nm3aire X 0,290 Kcal/Nm3 aire/Kg f.o x tºC Calor con vapor de agua en humos Evaporada de pulpa: 20.000 Kg. (0,77 – 0,23 x8/92) (597 + 0,45 t) Kcal/Kg = 8,955 x 106 + 6.750 . t Humedad aire: F x 1 x 2 x 13,9 Kg aire/Kg f.o x 0,0055 Kg agua/Kg aire x (597 + 0,45 t) Formada de combustión: F x 0,98 Kg aire/Kg f.o (597 + 0,45 t) Kcal/Kg Pérdidas (estimadas)
138.000
3,16 F. t
0,67 t
8,955 x 106 + 6.750 . t 0,13 F.t
(54,770 F + 0,41 F.t)
585,1 F + 0,44 Ft
100.000
S - 7
CALOR TOTAL SALIENTE = 9,13 x 106 + 639,87 F. + 4,44 F. t +6.750 t
189
BALANCE DEL CALOR CAMBIADOR - Base 1 hora
Partidas
CALORES ENTRANTES
Kcal
E – 1
E – 2
E – 3
E – 4
E – T
Aire de combustión seco 1,2 x 10,76 Nm3/Kg x Kg x 0,311 Kcal/Nm3 ºC x 10ºC Calor con humedad de aire de combustión 0,055 Kg agua/Kg aire x 1,2 x 13,9 Kg aire/Kg f.o x F Kg x 605 Kcal/Kg agua Gases de secadero secos a 130ºC CO2 = F Kg f.o x 1,62 Nm3CO2/Kg f.o x 0,415 Kcal/Nm3 ºC x 130ºC O2 = F Kg f.o x 0,2 x 10,76 x 0,21 Nm3O2/Kg f.o x 0,29 Kcal/Nm3ºC x 130 N2 = F x 1,2 x 10,76 x 0,79 Nm3N2/Kg f.o x 0,310 Kcal/Nm3 ºC x 130ºC Agua con gases de secadero (150.000 + 0,98 F + 0,07 F) Kg. agua (597 + 0,45 x 130) Kcal/Kg CALOR TOTAL ENTRANTE = 9,83 x 106 + 1.334,1 F
76,30 F
55 F
87,4 F
17,04 F
411,08 F
9,83 x 106 + 688,28 F
190
BALANCE DEL CALOR CAMBIADOR – Base 1 hora
Partidas
CALORES SALIENTES
Kcal
S – 1
S – 2
S – 3
S – 4
S – 5
S – 6
S – 7
S - 7
Aire de combustión seco precalentado a 80ºC; F Kg f.o x 1,2 x 10,76 Nm3/Kg f.o x 311 Kcal/Nm3 x 80ºC Humedad con aire de combustión F x 1,2 x 13,9 Kg aire/ Kg f.o 0,055 Kg agua/Kg Calor sensible con (CO2 + SO2) en humos F x 1,62 Nm3/Kg f.o x 0,415 Kcal/Nm3 ºC x tºC Calor sensible con N2 en humos F x 10,76 x 1,2 Nm3 N2/Kg f.o x 0,79 Nm3N2/Nm3 aire x 0,310 Kcal/Nm3ºC x tº Calor sensible con O2 en humos F x 10,76 x 0,2 Nm3O2/Kg f.o x 0,21 Nm3O2/Nm3O2/Nm3a Aire x 0,29 Kcal/Nm3 ºC x tº C Calor con vapor de agua en humos. Evaporada de pulpa Humedad de aire Formada en combustión Pérdidas (Estimadas) CALOR TOTAL SALIENTE = 8,97 x 106 + 1.019,19 F + 4,44 F.t + 6.750 t
321,25 F
58,07 F
0,67 F.t
3,16 F.t
0,13 F.t
8,955 x 106 + 6.750 t
54,77 F + 0,041 F.t
585,1 + 0,44 F. t
20.000
De ambos balances obtenemos las siguientes ecuaciones: - Del balance general:
839-000 + 10.387,40 F = 9,13 x 106 + 639,87 F + 4,44 F.t + 6.750t - Del balance del cambiador de calor:
8,93 x 10 + 1.335,10 F = 8,97 x 106 + 1019 F + 4,44 F.t + 6.750t
Resolviendo el sistema resulta:
F = 970,25 Kg/h t = 105,5 ºc
El ahorro logrado será:
11,8% 100 x 1100
f.o Kg 970,25 - f.o Kg 1100=
191
Cantidad importante si se tiene en cuenta la elevada eficiencia que ya tenía la instalación estudiada. La cantidad de gases a recircular se puede determinar estableciendo el balance de calor parcial del sistema de la mufla de tal forma que los gases de combustión de fuel-oil mezclados con los de recirculación tengan una temperatura inferior a 825ºC en entrada de secadero, reduciendo el exceso de aire. El calor de condensación del vapor de agua arrastrado por los gases afluentes del sistema, pueden dar lugar a la obtención de una importante cantidad de agua caliente. A continuación adjuntamos varios gráficos y tablas útiles para efectuar el balance: TABLA I - PODER CALORIFICO SUPERIOR DE LOS PRINCIPALES COMBUSTIBLES
Sólidos
Líquidos
Gaseosos
Residuos
Combustible
Kcal/Kg.
Combustible
Kcal/Kg
Combustible
Kcal/K
Kca/Nm3
Combustible
Kca/Kg
Madera seca
4.450
Alquitrán de Lignito
9.400
Gas de coquería
10.000
4.900
Serrín húmedo
2.000
Madera verde
3.780
Alquitrán de Hulla
8.850
Gas de horno alto
750
970
Serrín seco
3.500
Carbón de madera
8.000
Fuel – oil Pesado
10.200
Gas ciudad
-
4.200
Viruta seca
3.200
Turba húmeda
3.800
Gas - oil
10.600
Gas natural
10.700
12.700
Bagazo
2.500
Turba seca
4.700
Keroseno
11.000
Propano
12.090
24.300
Cáscara cacahuete
4.250
Lignito
5.200
Nafta
11.000
Butano puro
12.200
31.600
Corteza Escurrida
1.400
Hulla
7.300
Benzol
10.000
Butano Ind.
12.150
31.100
Corteza Húmeda
800
Antracita
7.300
Etanol
7.100
Gas refinado
12.450
19.300
-
-
Coque
6.800
Alcohol Comercial
6.400
Gas de gasógeno
1.400
1.550
-
-
192
GRAFICA A – CALOR ESPECIFICO MEDIO DE LOS DERIVADOS DEL PETROLEO 0,80
0,7
0,6
CO
EF
ICIE
NT
E R
ED
UC
CIO
N
10 11 kuop
12
0,5
0,4
0,3 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Temperatura ºC
C15º Densidad
ponderada ebullición de media ra(Temperatu % KUOP =
Cal
or e
spc.
Kca
l/Kg.
ºC
Pér
dida
s po
r DENSIDAD 15º=0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
193
194
TABLA II
Calor específico medio para distintos gases a presión constante ºC y tº Kcal/Kg (no se tiene en cuenta la disociación a altas temperaturas).
Tº C
CO
H2
Metano
Etileno
Etano
Benceno (vapor)
Propano
Butano
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
0,249 0,249 0,250 0,252 0,254 0,257 0,259 0,262 0,265 0,268
3,40 3,44 3,45 3,46 3,46 3,47 3,48 3,49 3,50 3,51
0,496 0,545 0,590 0,634 0,677 0,719 0,758 0,794 0,830 0,864
0,312 0,387 0,431 0,470 0,508 0,542 0,574 0,602 0,628 0,651
0,397 0,450 0,501 0,548 0,594 0,636 0,676 0,713 0,748 0,780
0,224 0,273 0,316 0,456 0,390 0,422 0,448 0,474 0,494 0,514
0,359 0,407 0,456 0,503 0,553 0,601 0,650 0,698 0,747 0,795
0,342 0,390 0,438 0,486 0,534 0,582 0,630 0,678 0,726 0,774
TABLA III. CALOR ESPECIFICO MEDIO DEL AIRE ENTRE 0 y tº C
Tº C
Ce(Kcal/Nm3)
tº (ºC)
Ce(Kcal/Nm3)
T (ºC)
Ce (Kcal/Nm3)
T (ºC)
Ce(Kcal/Nm3)
0 100 200 300
0,311 0,311 0,313 0,315
400 500 600 700
0,318 0,321 0,324 0,328
800 900 1.000 1.100
0,331 0,344 0.337 0,340
1.200 1.300 1.400 1.500
0,343 0,345 0,348 0,350
195
TABLA IV
Cp medio entre 273º K y T en Kcal/Kg ºC
º K
º C
O2
CO2
N2
H2O
SO2
373 473 573 673 773 873 973 1073 1173 1273 1373 1473 1573 1673
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400
0,2034 0,2160 0,2244 0,2303 0,2349 0,2384 0,2414 0,2483 0,2459 0,2478 0,2494 0,2509 0,2522 0,2534
0,2115 0,2238 0,2329 0,2403 0,2465 0,2520 0,2571 0,2617 0,2661 0,2704 0,2744 0,2783 0,2821 0,2859
0,2437 0,2455 0,2473 0,2490 0,2508 0,2526 0,2544 0,2562 0,2580 0,2598 0,2615 0,2633 0,2651 0,2669
0,4672 0,4706 0,4771 0,4783 0,4829 0,4881 0,4938 0,5000 0,5060 0,5138 0,5215 0,5296 0,5383 0,5474
0,1457 0,1494 0,1529 0,1564 0,1598 0,1631 0,1663 0,1695 0,1725 0,1755 0,1784 0,1812 0,1839 0,1865
TABLA V
Cp medio entre 273º K y T en Kcal/Nm3 ºC
º K
º C
O2
CO2
N2
H2O
SO2
373 473 573 673 773 873 973 1073 1173 1273 1373 1473 1573 1673
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400
0,2904 0,3084 0,3203 0,3288 0,3353 0,3404 0,3446 0,3481 0,3511 0,3538 0,3561 0,3582 0,3601 0,3618
0,4151 0,4393 0,4572 0,4716 0,4839 0,4947 0,5046 0,5138 0,5224 0,5307 0,5386 0,5463 0,5538 0,5611
0,3044 0,3060 0,3089 0,311 0,3133 0,3155 0,3178 0,3200 0,3222 0,3445 0,3267 0,3289 0,3312 0,3334
0,3752 0,3777 0,3807 0,3841 0,3878 0,3920 0,3965 0,4015 0,4068 0,4126 0,4187 0,4253 0,4322 0,4396
0,4160 0,4264 0,4366 0,4466 0,4563 0,4657 0,4749 0,4839 0,4926 0,5011 0,5093 0,5173 0,5250 0,5325
196
GRAFICA B
197
3.9.9 EL COMITÉ DE AHORRO ENERGÉTICO EN LA EMPRESA. La energía mueve nuestras industrias y es indispensable para su desarrollo actual y futuro. Es cara y escasa, de tal forma que debe plantearse seriamente el problema de como utilizarla más racionalmente a nivel de sector, empresa y factoría. Para centralizar todas las acciones energéticas, partiendo de la situación actual de cada empresa, se llega a la conclusión de que debe crearse un Comité de Ahorro de Energía, que puede asesorar a la Dirección en el establecimiento de los planes a corto, medio y largo plazo, así como realizar el control y seguimiento de estos planes, con la colaboración de los técnicos de empresa. Igualmente se considera lo beneficioso que puede resultar disponer de Comités Coordinadores que definan las políticas energéticas en el caso de sectores o empresas con varias factorías, para aunar esfuerzos, promover el cambio de experiencias y mantener contacto con organismos nacionales o extranjeros. Las características básicas que debe reunir el Comité Energético podrían ser las siguientes: 1. Objetivos. Establecer, implantar y controlar un Programa de Ahorro Energético que incluya: Plan energético a corto plazo. Plan energético a medio y largo plazo. Plan de mentalización. Plan de formación. de acuerdo con la política energética de la empresa, del sector y del país. 2. Funciones. Para cada uno de estos planes de acción pueden establecerse como funciones más importantes: Asesoramiento a la dirección en temas energéticos. Participación en estudios y productos energéticos. Seguimiento de los proyectos. Promoción de nuevas técnicas para reducción de consumo y utilización de
energías sustitutivas. Intensificación del mantenimiento energético. Establecimiento de manuales energéticos operacionales. Colaboración y coordinación en temas energéticos con empresas del sector
y del entorno geográfico, así como con organismos oficiales.
198
3. Desarrollo del programa de ahorro. Deben considerarse los siguientes temas: Conocimiento de la situación energética actual mediante: • Balances. • Diagramas. Conocimiento de los costes de las diferentes energías y sus tendencias Evaluación económica de las pérdidas de energía técnicamente
recuperables. Análisis de instalaciones de bajo rendimiento energético. Determinación de prioridades. Estudios de viabilidad técnica y económica. Planificación de actividades. Seguimiento. Control de resultados. 4. Composición del Comité. Dependerá de la estructura, sector, importancia de los consumos, etc., de cada empresa y/o factoría. Como idea general y a título orientativo estará compuesto por: Un presidente designado por la dirección. Representantes de unidades operativas directamente implicadas en el
consumo energético. Este comité tendrá la responsabilidad del Programa Energético. Para su ejecución contará con la colaboración de Grupos de Trabajo (producción, mantenimiento, ingeniería, procesos, etc.), creados al efecto. 5. Comités Coordinadores. Cuando existan varias empresas de un mismo sector, o una empresa tenga varias factorías, se cree necesaria la creación de Comités Coordinadores que promuevan el intercambio de experiencias y mantengan contactos con otros organismos nacionales y extranjeros. 3.9.10 LA AVERÍA ENERGÉTICA Y SU CODIFICACIÓN. Denominaremos avería energética a un funcionamiento de una instalación, que implique algún dispendio o pérdida energética, que puede corregirse merced a alguna acción de Mto. o de Ingeniería.
199
Una vez establecido el comité de Ahorro Energético y con objeto de presentar una idea clara y actualizada en cada momento de la situación energética en la Empresa, así como para poder efectuar controles y seguimiento de las actuaciones propuestas y realizadas es necesaria una CODIFICACION completa de todo el asunto, que permita lograr varios objetivos importantes tales como: a) Posibilidad de "cuadricular” todo el área de la Empresa, conociendo y
teniendo en cuenta todos los puntos, hasta los más insignificantes, en los que existe consumo de cualquier tipo de energía.
b) Estudiar y conocer las causas y motivos de pérdidas de energía al tener
presente todos los puntos del consumo. c) Establecimiento de un orden de prioridades en el estudio de acciones a
tomar después de conocerlas. d) Responsabilizar a personas concretas del desarrollo y continuidad de las
acciones que se van a tomar. e) Obtener una preciosa información global sobre:
- De qué acciones se responsabiliza cada persona. - Motivos de las pérdidas. - En qué elementos o fases del proceso se consume energía. - Localización de los puntos. - Tipo de energía que se consume. - Costes de las realizaciones y valor del ahorro energético.
f) Informatizar la gestión. Una codificación interesante puede llevar siete (7) dígitos, con un significado concreto de cada una de ellos:
1º 2º 3º 4º 5º 6º
7º Fuentes Ubicac. Efectos Motivos Acción de de o fases de pér- a Personas implicadas Energía consumo a estu- dida o tomar diar desapro.
200
1er dígito. Fuentes de energía en la empresa. 1. Eléctrico distribución. 2. Eléctrico maquinaria industrial. 3. Eléctrico alumbrado. 4. Eléctrico calefacción. 5. Fluidos combustibles para producir vapor o agua caliente. 6. Fluidos combustibles para secar o calentar productos. 7. Fluidos combustibles locomoción. 8. Fluidos combustibles calefacción y calentamiento – fusión. 9. Fluidos lubricantes, refrigerantes e hidráulicos. 0. Otras fuentes (solar, eólica, etc.) NOTA: Los lubricantes y refrigerantes, al ser normalmente derivados del
petróleo tienen un costo elevado y su consumo creemos debe ser tratado al modo como se realiza, por ejemplo el fuel-oil.
2º dígito - Ubicación de consumos. 1. Sección o planta A - Zona o instalación A-1 2. Sección o planta A - Zona o instalación A-2 3. Sección o planta B - Zona o instalación B-1 4. Sección o planta B - Zona o instalación B-2 5. Instalación C 6. Instalación D 7. Máquina E. 8,9,0. Otras instalaciones que pueden interesar. 3er. dígito - Elementos o fases a estudiar o que consumen energía. Este tercer dígito lo componen aquellos puntos concretos, que consumen energía, dentro ya de cada sección o instalación, por ejemplo: Transformadores de tal sección o instalación. Líneas a 13.500 K.V. “ “ Líneas a 5.000 V. “ “ Líneas a 300 V. “ “ Telefonía “ “ Celdas y armarios eléctricos. Motores eléctricos instalados en determinadas máquinas. Alumbrado de tal sección e instalación. Calderas. Conducciones de vapor. Condensados. Combustión. Con intercambiadores.
201
4º dígito - Motivos de pérdidas o desaprovechamientos. 1. Por sobredimensionado o infradimensionado. 2. Por funcionamiento en vacío (sin carga) 3. Por funcionamiento innecesario. 4. Por deficiencias en las condiciones de funcionamiento. 5. Por deficiencias de instalación. 6. Por deficiencias de diseño o proceso. 7. Por energía calorífica incorporada a vertidos (residuos, aguas, humos) 8. ….. 9. ….. 10. ….. 5º dígito - Acciones a tomar. 1. Inspección. Medidas, Adecuación. Normas. 2. Acción directa de Mantenimiento. 3. Estudio o sustitución o mejora de elementos de bajo rendimiento en una
instalación. 4. Incorporación de elementos a una instalación. 5. Estudio y adopción de nuevos ratios de proceso. 6. Estudio y adopción de rediseño de una instalación. 7. Estudio y adopción de calorifugados. 8. Estudio y acomodación térmica de edificios y despachos. 9. Estudio y adopción de nuevos tipos de energía y aprovechamiento de
energía de vertidos. 6º dígito y 7º dígito - Personas responsables. En esta rúbrica se pretende responsabilizar totalmente a una persona (6º dígito) de determinada operación de ahorro energético. Este responsable podrá contar con un número determinado de especialistas que le ayudarán en su objetivo. El dígito 7 representa a estos colaboradores del responsable (dígito 6º).
202
Por ejemplo: 6º dígito 7º dígito 1.- Jefe producción O.-Sr. López - Encargado sección a
1.- Sr. Castillo - Jefe Mantenimiento 2.- Sr. Burgos - Jefe Central térmica
3.- “ 4.- “ 5.- “ 6.- “ 7.- “ 8.- “ 9.- “ 2.- Jefe de Mantenimiento O.- Sr. Arias - Jefe producción
1.- Sr. Sánchez - Encargado Taller Inst.
2.- “ 3.- “ 4.- “ 5.- “ 6.- “ 7.- “ 8.- “ 9.- “ Casos prácticos 1. En una Central térmica son numerosas las fugas de vapor y las averías de
las válvulas de compuerta de vapor. Codificación del problema energético 5811320.
1er. digito 2º 3º 4º 5º 6º 7º 5 8 1 1 3 2 0
Fluidos com- bustibles va- por industrial y agua calien- te
Central térmi- ca
Generación vapor purgas
Por infradi- mensionado
Estudios y sustitución o mejora de elementos de bajo rendi- miento en la instalación
Sr. López Jefe Central
Jefe Manteni- miento
203
2. En una subestación eléctrica de una Fábrica de recubrimientos electrolíticos
se trata de evitar las pérdidas en vacío conectando cada transformador de 1.000 K.VA. cuando realmente sea necesario. Codificación del problema energético: 1932436
1º 2º 3º 4º 5º 6º 7º 1 9 3 2 4 3 6
Eléctrica dis- tribución
Subestación
Transforma- dores 1000 K.V.A.
Por funciona- miento en va- cío
Incorporación de elementos a una instala- ción. En este caso se va a adoptar un mando a dis- tancia neu- mático para accionar el in- terruptor au- tomático
Sr. Hurtado Jefe Subesta- ción
Jefe oficina técnica. Jefe de Mto.
Respecto a la calefacción (fuel-oil) del Almacén de una Empresa se desea mejorar en lo posible en consumo de combustible, recurriendo para ello a: Medir el rendimiento de las 2 calderas y tratar de utilizar una sola caldera. Colocar puertas entre naves para evitar fugas de calor. Instalar una cortina de aire en la puerta principal. Rellenar con cámaras de aire los tabiques o con poliuretano para aumentar
el aislamiento térmico. Los códigos que se acomodan a estos problemas son:
8 924164 464 763
1º 2º 3º 4º 5º 6º 7º 8 9 2 4 1 6 4
Fluidos com- bustibles ca- lefacción
Almacén
Instalación calefacción
Por deficien- cias en las condiciones de funciona- miento
Medidas
4 Incorporación de elementos a una instal.
7 Estudios y adopción de Calorifugados
Sr. Acín
6 Sr. Acín
6 Sr. Acín
Sr. Luque
4 Sr. Juan Oficina Téc.
3 Sr. Andía Mantenim.
Estos dígitos o códigos pueden ser perfectamente tratados con o sin ordenador y permiten sustanciosas estadísticas tales como:
204
Nº de Fuentes de energía que producen pérdidas. Ubicación de las pérdidas o consumos por secciones, zonas plantas, etc. Máquinas o instalaciones en observación o estudio. Causas o motivos de las pérdidas. Grupos de personas responsables de la corrección de las pérdidas. Cargas de trabajo en ahorro energético en cualquier momento. Altas y bajas de cada operación de ahorro energético. Duración de cada operación. Retrasos y acumulación de no realizaciones. 3.9.11 CONTROL Y EVALUACIÓN DEL AHORRO ENER-GÉTICO EN EL COMITÉ DE ENERGÍA.
1. Objeto Una vez codificado el "problema o avería energético", el comité de Energía de la Empresa tiene que buscar herramientas de control y evaluación mensual de los resultados de su gestión. Concebimos por ello el comité como un centro autónomo de producción de ahorros. Para ello, debe de venir dotado de suficiente autoridad dimanante de la Alta Dirección, y ser capaz de emitir "Peticiones de Trabajo" y posteriormente controlarlas, siguiendo la evolución de la amortización del gasto o inversión que acompaña a toda iniciativa energética. El esquema de control que seguidamente exponemos contiene 3 elementos básicos: La petición de trabajo (1) que emite el comité según su correspondiente
código. El comité la emite una vez ha sido estudiada la propuesta de mejora y lo hace en el momento de "Fecha de aprobación". El responsable de llevar a buen término la petición anota los medios que necesita que han sido estudiados, y una vez terminado el trabajo completa el reverso de la hoja y la entrega al comité, el cual la pasa al Ordenador y una copia al usuario de la instalación, quien a su vez envía mensualmente al Ordenador un impreso de consumos energéticos (2), hasta que se le avisa de que esta gestión ha concluido.
El Ordenador, o una persona designada por el Comité, recoge dichos datos en un programa o listado (3) con los datos técnicos mes a mes, y en el que se ve la evolución de la amortización de la inversión. Cuando esta alcanza el 100%, queda fija la inversión en el programa, así como la amortización (ambos son iguales). En la casilla A aparecerá la inversión total efectuada por el comité, y en la casilla B la amortización total.
De esta manera sencilla, se tiene presente la marcha de los trabajos, los consumos de energía y las amortizaciones por virtud del ahorro de energía.
205
2. Impresos a utilizar Petición de trabajo (anverso y reverso) y consumos energéticos.
(1) Cargo a: Petición de trabajo Código inversión:
EMPRESA, S.A. Comité de Energía Nº 18 Mantenimiento: E-28 Código 5243161
Denominación Cambiar resistencias de 12.000 W.
Centro: Fca. Nº 1 Sr. Castillo
Fecha aprobación: 12-IV-04
Planos nº .. 6241221 32469-3
Materiales previstos: 10 resistencias de 8300 W. Cableado Mano de obra prevista: 2 electricistas x 8 horas x 2 días = 32 H.H.
Inversión total: 974,46 €.
(2) Fecha terminación trabajo: 21-VI-04 Comienzo aplicación: 1-XII-04 Ahorro previsto: 1.971,32 €/año Retorno: 6 meses Firmas
(a devolver al Comité de Energía)
206
(3)
Empresa, S.A. Consumos energéticos Comité Energía
Código: 5243161 Fecha: 1-I-05
Fecha aplicación: 1-XII-04
Sr. Fernández
Consumo anterior acumulado: 21.294 Kw/h Consumo real acumulado: 17.100 Kw/h. Diferencia: 4.194 Kw/h Firma
207
208
3.9.12 MANTENIMIENTO ENERGÉTICO. Hemos visto la manera de acometer un plan energético en la Empresa, midiendo las fugas energéticas (Sankey), determinando las averías energéticas y su codificación y por último controlando las inversiones y sus correspondientes amortizaciones. Ahora trataremos de las soluciones precisas para conseguir "reparar" dichas averías energéticas. Todas ellas están basadas en el sentido común, en estudios y experiencias interesantes para lograr ahorros, que a veces pueden resultar sustanciales, pero otras veces son granitos que hacen granero. Distinguiremos: Mto. Energético Eléctrico. Mto. Energético Térmico Combustión - Transmisión. Mto. Energético Aire comprimido y calefacción. 3.9.13 MTO. ENERGÉTICO ELÉCTRICO. En todas las empresas, el capítulo de pago de la energía eléctrica constituye una de las más importantes rúbricas, que merece atención especial. Conviene diferenciar dos conceptos, que debe tener muy presentes el Jefe de Mto: a) Ahorro de pago por dimensionar óptimamente la contratación con la
Compañía suministradora. b) Ahorro energético de las instalaciones por virtud de un buen Mto.
Energético. a) Las disposiciones oficiales sobre las tarifas eléctricas constituyen una
maraña cambiante de artículos, conceptos, oportunidades, etc., que a veces no dejan ver el árbol del bosque. Por eso, el jefe de Mto. debe estar al día en estas publicaciones, tratando de sacar el máximo partido de una buena interpretación.
Vayamos revisando algunos conceptos que nos ayuden a mejorar la contratación.
209
POTENCIAS En este apartado conviene distinguir: Potencia instalada (P.I.) = Suma de las potencias de las máquinas
e instalaciones Potencia contratadas (P.C.) =
La que, según los cálculos de consumo, se contrata con la firma suministradora de energía eléctrica. En primera aproximación es igual a:
Potencia instalada x coeficiente de simultaneidad Potencia Base (P.F.) de facturación =
La que la compañía eléctrica utiliza como base de facturación cada bimestre
Potencia registrada por el maxímetro (P.R.) =
La que se lee sobre dicho aparato y queda registrada (lo hace integrando los consumos por periodo de tiempo). El valor máximo que alcanza la lectura cada mes se anota, poniéndose a continuación el maxímetro a cero para iniciar el ciclo de medida.
210
MODOS de facturación La ley ofrece al consumidor cinco modos o sistemas de facturación: 1. Sin maxímetro PF = PC
2. Con un maxímetro PR > 1,05 PC PF = PR + 2 (PR – 1,05 PC) 1,05 PC PC 0,85 PC < PR < 1,05 PC PF = PR
0,85 PC
PR < 0,85 Pc PF = 0,85 Pc
3. Con dos maxímetros PF = P12 + 0,2 (PHV – P12) Siendo: P12 = Potencia resultante de aplicar la fórmula de un solo maxímetro a la PR
en horas P y H. Llano. 4. Con tres maxímetros PF = PHP + 0,5(PHLL - PHP) + 0,2(PHV - PHLL) 5. Estacional (A) PF=1,2 P1+(P2–P1)+0,5 (P3–P2)+0,25 (P4–P3)+0,10 (P5–P4)+0,05 (P6-P5)
(B) PF = Máximo (1,1 PA; 0,75 PM; 0,45 PB)
Cuota término
de Potencia
=
Potencia base de
Facturación (PF)
x
Periodo de Facturación
(F)
x
Término de
potencia (Tp)
211
Tarifas Condiciones generales de aplicación
CLASIFICACION
CARACTERISTICAS
POTENCIA CONTRAT. TENSION
APLICACION
TARIFA
LIMITES
MODOS
COMPLE-MENTO POR
ENERGIA REACTIVA
TIPOS DE DISCRI-
MINACION HORARIA
COMPLEMENTOS POR ESTACIO-NALIDAD E INTE-RRUMPIBILIDAD
1,0
445 W ó 635 W 330 W ó 779 W
1
NO
ESPECIALES
2,0
≤ 15 Kw
1
NO
*
3.0 GENERALES
4.0
1,2,3,ó 4
1,2,3 ó 4
RIEGOS AGRICO-
LAS
R.0
SIN LIMITE
1,2,3 ó 4
1,2,3 ó 4
BAJA
E S P E C I A L E S
ALUM-BRADO
PUBLICO
B.O
SIN LIMITE NO TIENE
Tp
-
NO
NO
1
2
GENERALES
3
SIN LIMITE
1,2,3,4 ó 5
1,2,3,4 ó 5
POSIBLE SI REUNEN
CONDICIONES
TRAC-CION
T
1,2,3 ó 4
1,2,3,4 ó 5
RIEGOS AGRICO-
LAS
R
1,2,3 ó 4
1,2,3 ó 4
E S P E C I A L E S
DISTRI-BUIDO-
RES
D
SIN LIMITE
2, 3 ó 4
1,2,3,4 ó 5
ALTA
MUY GRAN-DES CONSU MIDORES, APROBA- CION POR LA D.G.E.
G.4
> 100.000 KW EN UN
SOLO PUNTO
1,2,3 ó 4
SI
2,3,4 ó 5
NO
212
Industrialmente hablando, las tarifas eléctricas utilizadas son en Alta Tensión, y vienen recogidas en tres grupos: Corta utilización (de 0 a 250 horas al mes de marcha) Media utilización (de 250 a 500 horas al mes) Larga utilización (de 500 horas en adelante) Los escalones de tarifas pensados para favorecer al empresario que: Utilice mayor tensión (36 KW, 72,5 KV, 145 KV, mayor de 145 KV). Trabaje más horas (utilización baja, media, alta) Las tarifas son binomias: Término de potencia y término de energía. Por tanto, jugando con estos dos factores (tensión y utilización) se puede lograr una mayor o menor tarifa de pago en potencia contratada y en consumos Otra variable que influye en el término de potencia es la potencia base PF, que entrará en la danza de la optimización.
213
PRECIOS DE LOS TERMINOS DE POTENCIA Y ENERGIA
TARIFAS Y ESCALONES DE TENSION
TERMINO DE POTENCIA
Tp:€/KW y mes
TERMINO DE ENERGIA Te: €/Wh
BAJA TENSION 1.0 Potencia hasta 770 W 2.0 General, potencia no superior a 15 KW 3.0 General 4.0 General de larga utilización B.0. Alumbrado público R.0. De riegos agrícolas ALTA TENSION Tarifas generales: Corta utilización: 1.1 General no superior a 36 KV 1.2 General mayor de 36 KV y no superior a 75 KV 1.3 General mayor de 72,5 KV y no superior a 145 KV 1.4 Mayor de 145 KV Media utilización: 2.1 No superior a 36 KV 2.2 Mayor de 36 KV y no superior a 72,5 KV 2.3 Mayor de 72,5 KV y no superior a 145 KV 2.4 Mayor de 145 KV Larga utilización: 3.1 No superior a 36 KV 3.2 Mayor de 36 KV y no superior a 72,5 KV 3.3 Mayor de 72,5 KV y no superior a 145 KV 3.4 Mayor de 145 KV Tarifas de T. de Tracción: T.1 No superior a 36 KV T.2 Mayor de 36 KV y no superior a 72,5 KV T.3 Mayor de 72,5 KV Tarifas R. de Riegos agrícolas R.1 No superior a 36 KV R.2 Mayor de 36 KV y no superior a 72,5 KV R.3 Mayor de 72,5 KV Tarifa G.4 de Grandes Consumidores: Tarifa venta a distribuidores: D.1 No superior a 36 KV D.2 Mayor de 36 KV y no superior a 72,5 KV D.3 Mayor de 72,5 KV y no superior a 145 KV D.4 Mayor de 145 KV.
214
RECARGOS Y DESCUENTOS Hay cuatro tipos de recargos y descuentos que constituyen los complementos tarifarios, y que figuran por separado en el recibo de energía eléctrica. 1. Complementos por discriminación horaria Vendrá dado por la fórmula: CH = Tej ΣEiCi/100, siendo CH = recargo o descuento en € aplicado sobre el término de Energía Ei = energía consumida en cada periodo horario según el tipo de
discriminación horaria contratada en Kwh. Ci = Coeficiente de recargo o descuento en cada periodo horario Tej = Precio de referencia en €/Kwh, idéntico para todas las tarifas del mismo
nivel de tensión. Los tipos de discriminación horaria son:
Tipo 0
Tarifa nocturna – Contador de doble tarifa
Periodo horario Punta y llano
Valle
Duración 16 horas/día 8 horas/día
Coeficiente de recargo o descuento CI
+ 3% - 55%
1
Sin contador de traída múltiple
20%
2
Con contador de doble Tarifa
Punta
Llano y valle
4 horas/día
20 horas/día
+ 40%
-
3 Con contador de triple
tarifa, sin discriminación sábados y festivos
Punta Llano Valle
4 horas/día
12 horas/día 8 horas/día
+ 70%
- - 43%
4 Con contador de triple
tarifa y discriminación de sábados y festivos
Punta Llano Valle
6 horas/día 10 horas/día 8 horas/día
24 horas/sábados y fest.
+ 100 -
- 43%
Punta 10 4
+ 300% + 100%
Llano 6 12 -
5 Discriminación horaria es-
tacional con contador quíntuple tarifa
Días Pico Alto, MedioBajo Valle - 43%
215
2. Complemento por energía reactiva Es un recargo o descuento porcentual que se aplicará sobre la totalidad de la facturación básica (término potencia + término energía). Se calculará con una cifra decimal. Se deberá tener instalado contador de energía reactiva. Cuando un abonado tenga su instalación con un cos α < 0,55 en tres o más mediciones, la empresa suministradora podrá suprimir el fluido eléctrico. Cuando la instalación del abonado produzca efectos capacitivos, que den lugar a perturbaciones importantes en la red, deberá corregirlos, y en caso contrario, la compañía eléctrica podrá negarle la energía contratada
Los valores del cos α se determinarán con 2 cifras decimales redondeándose por defecto o por exceso según la 3ª cifra. El recargo o bonificación vendrá dado por:
Y que da origen a la siguiente tabla
Cos α
Recargo
%
Descuento
%
1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 0,60 0,55 0,50
- -
0,0 2,5 5,6 9,2
13,7 19,2 26,2 35,2 47,0
4,0 2,2 0,0 - - - - - - - -
Para lograr un elevado cos α es preciso instalar baterías de condensadores o producción energía reactiva por medio de generadores eléctricos.
reactivay activa de contadores los de registros losy Wr Wasiendo , Wr Wa
Wa Cos
22 +=α
4 - Wa
17Wr 21 -
Cos
17 (%)K
2
2
2==
α
216
3. Complemento por estacionalidad Se aplica a los abonados en Alta Tensión. Es un descuento o recargo basado en la concepción de tres temporadas de funcionamiento: ALTA - Diciembre, Enero, Febrero y Marzo MEDIA - Abril, Julio, Octubre y Noviembre BAJA - Mayo, Junio, Agosto y Septiembre La potencia a facturar (término potencia) viene dada en función de una doble alternativa: A) Contratando seis potencias correspondientes a cada uno de los seis
periodos siguientes:
Potencia Periodo P1 .................................... Horas punta de Temporada Alta P2 .................................... H.LL de T.A. P3 .................................... H.P. de T. Media P4 .................................... H.LL. de T.M. P5 .................................... H.P. de T.B. y H.V. de T.A. P6 .................................... H.V. de T.M. y H.LL y H.V. de T.B PF = 1,2 P1 + (P2 – P1) + 0,5 (P3 – P2) + 0,25 (P4 – P3) + 0,10 (P5 – P4) + 0,05 (P6 – P5) B) Contratando tres potencias, correspondientes a Temporada Alta, Media y
Baja. PF = máxima ponderada de los doce últimos meses, es decir si: PA = potencia del máximetro en T.A. x 1,1 (coeficiente) PM = potencia del máximetro en T.M. x 0,75 ( “ ) PB = potencia del máximetro en T.B . x 0,45 ( “ ) PF = Máximo (1,1 PA, 0,75 PM, 0,45 PB) De esta forma la empresa puede jugar con la potencia, intentando
meter maquinaria en la temporada Baja y eliminarlo de la Alta.
217
En cuanto al término de energía, se multiplicarán los consumos por los siguientes coeficientes: Temporada ALTA................................................... 1,10 Temporada MEDIA................................................. 1,00 Temporada BAJA ................................................... 0,90, que equivale a recargos y descuentos del + 10% y – 10% 4. Interrumpibilidad En este caso el abonado ofrece a la compañía suministradora una potencia que no será inferior a 5.000 KW, y según cuatro tipos de interrupciones:
Tipo Interrupción Máxima
Preaviso Mínimo
A B C D
12 horas 6 horas 3 horas 45 minutos
16 horas 6 horas 1 hora 5 minutos
El número máximo de interrupciones anuales será de 30, con un límite máximo de una diaria, cinco interrupciones semanales, 120 horas mensuales y 240 horas anuales. El descuento R mensual, sobre la facturación anual de término de energía + término de potencia, vendrá calculado así:
S = coeficiente de coincidencia. Tendrá los siguientes valores: Acogidos a 1 tipo de interrumpibilidad …………………… 1,00 Acogidos a 2 tipos de interrumpibilidad …………………… 0,875 Acogidos a 3 tipos de interrumpibilidad …………………… 0,75 Acogidos a 4 tipos de interrumpibilidad …………………… 0,625 K = constante que vale, según el tipo de interrumpibilidad:
12 x contratada Potencia
anualesKwh H :siendo ,
P
máxi.) P-(P x K) ( S
H
175 - H R6
Σ
218
K Tipo A …………………… 25 Tipo B …………………… 18 Tipo C …………………… 16 Tipo D …………………… 21 Veamos un ejemplo aclaratorio: A una empresa, que tiene una potencia contratada de 11.000 KW, le interesa prestar 5.000 Kw a la Eléctrica suministradora. Se acoge a los 4 tipos de interrumpibilidad. El consumo anual ha sido de 49.280.000 Kw/h
Al descuento por interrumpibilidad se acogen un número importante de empresas, y no deja de ser una fórmula muy ventajosa, si se aplica debidamente. El descuento obtenido oscila entre el 10 y el 20%, según características de cada empresa. Caso práctico facturación eléctrica de una empresa. Una planta hormigonera tiene una potencia contratada de 2.035 Kw y el equipo de medida de la misma (contadores) nos da para el mes de Junio de 1.996 las siguientes lecturas:
mensual factura la
de totalel sobre 8,73% 11.000
5.000) - (11.000 x 21) 16 18 (25 x 0,625 x
373,33
175 - 373,33 0,6 R
mes al útiles horas 373,33 12 x 11.000
49.280.000 H
=+++
=
==
219
Aparato Lectura Constante Actual Anterior Diferencia Aparato Contador activa
Maxímetro de activa Contador de reactiva H. Punta H. Valle H. Llano
640 38.850 20.250 4.060 6.168
37.660 19.677 2.886 4.393
1.190 573 1.174 1.775
2,4 240 240 240 240
La alimentación a planta tiene lugar a 13,2 Kw. y trabaja al mes 450 horas (media utilización a alta tensión). La tarifa de facturación es la 2.1 (media utilización) que engloba fuerza y alumbrado. Estableceremos a continuación un cuadro - resumen con los datos de partida y los correspondientes cálculos:
PF = 0,85 x 2.035 1.730
Pmáx. = 1.536 < 1.730 Kw.
21 - cos
17 Kr%
maxímetro reactiva potencia ocontador reactivaKVARh Wr
maxímetro activa potencia ocontador del activaKwh Wa W Wa
Wa Cos
2
22
α
α
=
=
=+
=
llanas) valle (puntaKwh
x43) vallehoras (Kwh. - 70) x punta horas(Kwh Ke%
++=
220
ACTUAL ANTERIOR
CONST.
CONSUMO
CONSUMO
MAX. ACTIVA
640
2,4
1.536
REACTIVA
38.850
37.660
1.190
240
285.600
H. PUNTA
20.250
19.677
573
240
137.520
H. VALLE
4.060
2.886
1.174
240
281.760
H. LLANO
6.168
4.393
1.775
240
426.000
LEC
TU
RA
S
TERMINO ENERGIA = TOTAL ACTIVA …………………….
845.280
IMPORTE TERMINO ENERGIA
845.280
0,06 €/Kw-h
50.716,80
IMPORTE TERMINO POTENCIA
1.730
4,30 €/Kw
7.439,00
IMPORTE T. ENERGIA + T. POTENCIA ……………………
58.155,80
ENERGIA REACTIVA Kr sobre (T. energía + T. potencia %)
- 2,16 %
- 1.256,17
DISCRIMINACION HORARIA Ke sobre T. energía %
- 2,94
- 1.491,07
IMPORTE DE LA ENERGIA CONSUMIDA ……………………
55.408,56
CANON PRODUCCION E. ELECTRICA (0,002 €. x T. Activa)
1.778,05
6,3% impuesto sobre importe energía consumida
3.090,54
ALQUILER EQUIPOS DE MEDIDA
39,25
2% Impuestos sobre alquileres
0,79
TOTAL A PAGAR POR MES
60.317,19
Optimización de la factura
En el caso de que la empresa desee optimizar la factura eléctrica (siempre que no tenga el estudio ya optimizado), será necesario estudiar de 10 a 12 últimas facturas, y un conjunto de datos adjuntos en el siguiente cuestionario:
221
CUESTIONARIO DE OPTIMIZACION Recibo (fecha)
Fuerza
Reactiva
Punta
Llana
Valle
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Número de trafos …………………
Potencia trafo 1 …………………..
Potencia trafo 2 …………………..
Potencia trafo 3 …………………..
Potencia trafo 4 …………………..
Número de motores > 50 CV …………………………
A = arranque directo Tipos B = arranque Estrella /Triángulo
Potencia y tipo de motor (CV, A/B):
Nº 1 …………………….. Nº 2 …………………….. Nº 5 ……………………..
Nº 3 …………………….. Nº 4 …………………….. Nº 6 ……………………..
Horario de trabajo: Lunes – Viernes, de ……………..….… a……………... y de ……………a …….. Sábados, de …………………………… a ………….. y de ……………a …….. Domingos, de …………………………. a …………. y de ……………a …….. TOTAL horas trabajadas en periodo de facturación: ……………………. Cantidad de cargas y potencia de las mismas que se podrían desconectar temporalmente (menos de 5 minutos) sin afectar al proceso productivo Tensión Primaria…………………….. Tensión secundaria ……………………..
Los pasos que deben seguirse para la optimización son los siguientes: 1º) Determinar los valores medios de los recibos.
3º) Valorar la potencia capacitiva de compensación para lograr un “cos ϕ2” que haga KR negativo, teniendo presente que los trafos llevaran su compensación particular, lo mismo que los motores de potencia superior a 50 CV y las máquinas de soldar y hornos eléctricos.
Potencia de los condensadores de los trafos: Pt = 0,05 P (KVA del trafo) Potencia de los condensadores de los motores>50 CV: Pw = (Ver tabla A)
Siendo tg ϕ2 = 0
4 - Tang 17 KR reactiva
por recargo el calculando ,media Reactiva media Fuerza
media Reactiva Tangente la Determinar )2º
1
2
1 ϕ
ϕ
=+
=
[ ] t- t x nfacturació periodoen s trabajadaHoras
media Fuerza P compensar a totalPotencia 1g1g ϕϕ=
222
Potencia del equipo automático de condensadores = P – pt - Pw = Q 4º) Calcular la potencia contratada P.C
5º) Determinar el trafo de intensidad necesario para funcionamiento del equipo
automático de condensadores (primer escalón):
6º) Conocer que con contador de tarifa única, el recargo por discriminación es
del 20% del consumo total. Si el contador es de tarifa doble (H.P. y H. Llanas) es del 40% de las horas puntas.
Potencia capacitiva aconsejada para la corrección de un motor asíncrono trifásico (rotor a jaula de ardilla) en el caso de condensadores conectados directamente a bornes de motor. (Para motores con rotor bobinado se considera incrementar la potencia de la tabla entre un 5 y 10 por cien).
TABLA A
Potencia motor
Potencia KVAR del condensador
CV
KW
2 polos 3000 r.p.m.
4 polos 1500 r.p.m.
6 polos 1500 r.p.m,
8 polos 750 r.p.m.
12 polos 500 rev/min.
2 3 5
7 10 15
30 50
100
150 200 250
1,5 2,2 3,7
5,2 7,4 11
22 37 74
110 147 184
1 1 2
2,5 3,5 4
7,5 12,5 25
40 45 50
1
1,5 2
2,5 3,5 5
8 15 30
40 50 60
1
1,5 2
3 4 6
10 17,5 32
43 55 65
1,5 2
2,5
3,5 4,5 7,5
12,5 20 35
48 60 75
1,5 2 3
4 4,5 8
15 23 42
55 70 90
Una vez efectuados los 6 pasos para lograr la optimización, procede efectuar el cálculo de las inversiones necesarias, que brevemente ordenaremos de la siguiente manera:
1,2 x 4,33 x semana días x diarias horas( /2
media Fuerza máxima Fuerza PC
+=
5
I ncia transferedeRelación
trabajodeTensión x 1,73
x1.000potencia) de adores(transform P escalónpimer Intensidad I
=
==
223
Inversiones
1) Equipo automático de condensadores de Q (KVAR),
Tensión V, n escalones …………………………………. A €. 2) Condensadores individuales de Pt.+ Pw KVAR, con
fusibles …………………………………………………… B “
3) Transformador de intensidad relación I/5 ……………… C “ 4) Contadores de triple y doble tarifa con maxímetro …… D “ 5) Reloj para triple o doble tarifa con maxímetro…………. E “ 6) Racionalizador conexión máquinas…………………….. F “ 7) Armarios, pupitres, regletas, etc. ………………………. G “ TOTAL …………………. T € Lo mismo haremos con los ahorros anuales. 1) Ahorro anual por dimensionamiento de Pc (Potencia
contratada) ………………………………………….. a €.
2) Ahorro anual por corrección factor de potencia……… b “ 3) Ahorro anual por discriminación horaria……………… c 4) Ahorro anual por recargos (IVA, alquiler, etc.)……….. d 5) Variación costos operativos …………………………… e TOTAL ………………… t €. El período de recuperación o retorno de la inversión valdrá:
meses t
T x 12
224
b) Ahorro energético eléctrico propiamente dicho. Variados cálculos y experiencias en el campo de la electricidad, han permitido establecer un conjunto de criterios, que ayudan a reducir el consumo energético. Se refieren fundamentalmente a: 1 - Líneas de conducción eléctrica. 2 - Transformadores. 3 - Motores eléctricos. 4 - Iluminación. b-1) Ahorro en líneas de conducción eléctrica. La energía debe ser transportada a una tensión lo más alta posible, y así
disminuir:
- Pérdidas en la línea - Coste de la línea. En el propio ámbito de la empresa conviene transportar en Alta. Es preferible distribuir energía en trifásico (menores pérdidas). Es importante mejorar el factor de potencia de la instalación alimentada. Los cables deben tener una sección ECONOMICA dada por la siguiente
fórmula:
i = intensidad en amperios e = precio del kw-h n = nº de conductores activos p = resistividad a la temperatura de servicio h = nº de horas de servicio anuales
Pl = Precio por Km. de la sección menor fabricada del tipo de
cable. S2 = Sección mayor fabricada S1 = Sección menor fabricada
siendo ,GA x
10h x x pn x x e I EconómicaSección
-3
=
( )
cables) de fabricante del (dato
cable de tipo del fabricada mayor sección la de Km. por precio P2 con ,D1 - S2P1 - P2
G
técnica ónamortizaci la para años de nº K yfinanciero interés i con ,i - i) (lix i 1
A K
==
==++
=K
225
Esta sección implica el mínimo coste de explotación teniendo en cuenta la amortización y las pérdidas por efecto de Joule.
Es conveniente instalar transformadores satélites alargando el cable a Tensión Media (MT).
Por ejemplo: un compresor de 430 Kw a 120 metros del transformador necesita 2 cables Baja Tensión de 3 x 150 mm2, cuyas pérdidas en línea son de 2.500 W.
Si se transporta la corriente por cable de MT de 3 x 22 mm2 hasta un trafo satélite próximo al compresor, se limitan las pérdidas a 80 W, que al año son 75.700 Kwh.
Conviene instalar los condensadores CERCA de los receptores de potencia para disminuir las pérdidas en las líneas. Cuando los condensadores están lejos de los receptores a compensar sobrevienen mayores pérdidas por calentamiento de los cables.
Los límites de caída de tensión son:
3% para los circuitos de alimentación de equipos de iluminación. 5% para los otros circuitos
Una caída de tensión del 5% puede producir una reducción del nivel de iluminación de más del 10%, que es sensible al ojo y puede deformar el rendimiento en color.
Una caída de tensión en un conductor provoca un calentamiento y energía W = (IR) x I, proporcional a la caída de tensión.
Así, si se reduce la caída de tensión el 5% al 4%, implicará una reducción de las pérdidas del
En los conductores, que representará una economía global de energía eléctrica del 1,25% sobre el consumo total. Por el contrario, para reducir esta caída se necesita un aumento de la sección del cable del orden del 25%, con su correspondiente aumento de tensión. La mejora del cos ϕ implica: a) aumento de la capacidad de la línea, al reducirse la intensidad total de la línea It = Iac + IReactiva
b) Disminuye la caída de tensión inductiva = XL x IReactiva
∆VT = ∆Vactiva + ∆Vreactiva. Al ser constante ∆Vactiva, disminuye la caída Total de la línea
20% 100x 5
4 - 5=
226
c) Disminuye las pérdidas de potencia aparente o Total, ya que la potencia perdida por la inductancia PPL = XL. I
2 reactiva disminuye notablemente. b-2) Ahorro de Transformadores. Introducción El transformador, elemento eléctrico estático, es sin duda una de las máquinas menos propensa a la avería; y por ello no preocupa grandemente al responsable de Mto. el seguimiento constante que exigiría un eficaz Mto. Preventivo. Ello trae como consecuencia que tampoco se preste la debida atención a la búsqueda de medidas que reduzcan su consumo energético, por la extendida creencia de que el transformador tiene pocas posibilidades de ahorro de energía. Es cierto que las posibilidades de disminuir consumos son varias, si bien los resultados alcanzados no son tan espectaculares como los logrados en un proceso de calorifugación de tuberías. Antes bien, su aportación es pequeña, pero la política energética de cualquier empresa debe basarse en numerosas contribuciones que suman un total interesante. Desde Varios Puntos de Vista pueden obtenerse economías de energía en los transformadores: Ganancia de rendimiento Cargas reducidas Reparto de las cargas Acoplamiento en paralelo Aspectos que iremos sucesivamente desarrollando. Pérdidas en los transformadores. Pérdidas en el HIERRO del circuito magnético debidas al fenómeno de
histéresis y a la corriente de Foucault. Estas pérdidas son INDEPENDIENTES DE LA CARGA. Estas pérdidas pueden alcanzar valores importantes y por ello es fundamental:
Desconectar los transformadores de la red principal cuando en el secundario no haya carga alguna.
227
La siguiente tabla nos muestra pérdidas en el hierro de algunos transformadores MODERNOS Potencia Pérdidas en el K.V.A, hierro (KW) 250 0,65 315 0,75 400 0,85 500 1,1 630 1,6 800 2,0 1.000 2,3 1.250 2,7 Pérdidas en el COBRE por efecto Joule en los arrollamientos, y que
dependen de la carga, alcanzando un 1% de la potencia en transformadores de 250 a 1.000 K.V.A.
Potencia Pérdidas en el K.V.A, cobre (Kw) 250 3,25 315 4,0 400 5 500 5,5 630 6,5 800 10,2 1.000 12,1 1.250 15,0 No dejar los trafos conectados en vacío los fines de semana y festivos supone un ahorro importante. Por ejemplo: 2 Trafos de 1.250 KVA 1 Trafo de 800 KVA 1 Trafo de 500 KVA Horas desconexión al año = 134 días x 24 horas = 3.216 horas. Ahorro: 3216 x (2 x 2,7 + 1 x 2,3 + 1 x 1,1) x 0,06 €/Kwh = 1.804,67 €.
228
El MEJOR rendimiento energético de los trafos modernos, en los que
(U y cos ϕ fijos)
El rendimiento en energía de un trafo depende de las condiciones de explotación; se mejora si el transformador es utilizado a media carga.
Los trafos modernos tienen pérdidas relativamente débiles con respecto a los trafos construidos hace veinte años y cuya utilización, es por tanto, desaconsejada.
La utilización de un trafo de apoyo de débil potencia no conduce necesariamente a ahorro de energía.
La potencia aparente total suministrada por dos trafos acoplados en paralelo es inferior a la suma de sus potencias aparentes nominales, si estos trafos tienen potencias y tensión de cortocircuito diferentes.
Economías de energía pueden ser logradas acoplando trafos en paralelo, pero esto no es posible más que en ciertos casos.
b-3) Ahorro energético en motores industriales. 1) Introducción Los motores eléctricos de velocidad fija (asíncronos) utilizados en la industria se dividen en dos categorías: Aquellos de baja utilización diaria, pero con frecuentes arranques (motores
de puentes - grúa, por ejemplo). Aquellos cuyo funcionamiento es casi permanente, siendo su carga
constante o variable (motores de bombas, de máquinas herramientas, etc.). Las economías de energía que pueden lograrse mejorando el rendimiento de los motores, concierne a este segundo grupo, que comprende el mayor número de motores fabricados en España. Las pérdidas que aparecen en un motor son: a) Por efecto Joule en el bobinado (Pérdidas en el COBRE) b) Por histéreis (Pérdidas en el HIERRO) c) Por desplazamiento del aire del rotor y del ventilador (dependen de la
velocidad, temperatura y humedad) d) Por rozamiento de los rodamientos.
máxima cargasu de 45% al carga se trafoel cuando obtiene se 0,2 PCU
PFE =
229
La posibilidad de ahorrar energía apunta a tres flancos: 1. Mejorando el rendimiento "constructivo" del motor es decir utilizando un
motor de menores pérdidas. 2. Utilizando motores de alto rendimiento, insensible a la carga. 3. Adaptando la potencia del motor a la carga de trabajo. 2) El motor standard y el motor económico. Ahorros energéticos importantes pueden conseguirse mejorando el rendimiento de los motores asíncronos industriales. Esta mejora del rendimiento del motor equivale a reducir los tres tipos de pérdidas citadas anteriormente (HIERRO, COBRE, MECANICAS). Objetivo que se proponen los fabricantes de maquinaria eléctrica mediante el lanzamiento al mercado de motores ''económicos". El motor económico tiene MENORES pérdidas que su colega el motor STANDARD, y todo ello merced a: Disminución de las pérdidas en el HIERRO utilizando chapa magnética de
alta calidad y de poco espesor. Reducción de pérdidas en el COBRE aumentando la sección de los
conductores de las bobinas (rotor y estator), lo que vale un sensible incremento del volumen del motor.
Si las pérdidas en el COBRE son menores, el calentamiento es menor y por
tanto el aire necesario para la ventilación disminuye. Ello implica alguna reducción de las pérdidas MECANICAS, si bien los rozamientos en rodamientos no se ven afectados, dado que solo dependen de la velocidad del motor.
La disminución total de las pérdidas, a la potencia nominal, puede alcanzar hasta el 30% para los motores económicos, teniendo presente que esta reducción no debe afectar las características esenciales del motor (cos α, par de arranque y débil deslizamiento). La siguiente tabla muestra las pérdidas que tienen los motores standard y económicos de potencias 15 Kw y 132 Kw a diversas cargas:
230
Tipo
Motor
4/4 Carga
3/ 4 Carga
2/4
¼ Standard Económico
2 1,52
1,59 1,07
1,30 0,79
1,12 0,62
15 Kw 4 polos
Ganancia 0,48 0,52 0,51 0,50 Standard Económico
2 1,36
1,68 0,99
1,38 0,75
1,18 0,58
15 Kw 2 polos
Ganancia 0,64 0,69 0,63 0,60 Standard Económico
8,28 5,64
7,11 4,13
6,28 3,25
5,71 2,71
132 Kw 4 polos
Ganancia 2,64 2,98 3,03 3,00 Standard Económico
11,47 7,09
10,4 5,87
10,30 4,97
9,85 4,5
132 Kw 2 polos
Ganancia 4,38 4,53 5,33 5,35
Las ganancias no cabe duda de que son sustanciosas y pueden suponer importantes ahorros de energía. 3) Conviene ajustar la potencia nominal del motor a la de la máquina a mover, sin sobredimensionamiento del motor, es decir, que trabaje lo más cerca posible de su potencia nominal. Supongamos motores de potencia que va de 1,1 a 300 Kw y todos ellos de 1.500 r.p.m. π Rendimiento 100 4/4 Carga - 1 - 1 ó 2 ¾ Carga 90 - 2 - 2 ó 3 ½ Carga 80 - 7 - 10 70 ¼ Carga (Muy sobredimensionado) 60 1,1 2,2 5,5 15 35 90 132 200 300 Se observa que a 75% de carga (potencia) el rendimiento baja 2 puntos en pequeñas potencias y 1 en Gran potencia. Se observa que a 50% de carga (potencia) el rendimiento baja 4 ó 5 puntos en pequeñas potencias y 2 a 3 en Gran potencia. Se observa que a 25% de carga (potencia) el rendimiento baja 15 puntos en pequeñas potencias y 8 a 10 en Gran potencia.
Kw
231
Se aumenta el rendimiento de un motor asíncrono disminuyendo las
pérdidas en el COBRE y en el HIERRO tanto en el estator como en el rotor. Asimismo reduciendo las pérdidas mecánicas (ventilación, rozamientos..... )
El rendimiento de un motor económico aumenta con su potencia y
pasa por un máximo para una potencia dada a los 3/4 de su carga máxima.
La ganancia en potencia utilizando motores económicos es prácticamente constante cualquiera que fuere la carga.
La potencia de un motor debe ser adaptada a la carga de trabajo o potencia útil consumida, con lo que mejoraremos el factor de potencia y el rendimiento.
Es preferible cuando las condiciones de explotación lo permitan, utilizar un motor "económico" de potencia más elevada que varios motores standards infra-cargados.
La inversión suplementaria producida en la compra de un motor "económico" se amortiza rápidamente si el régimen- de explotación del establecimiento es continuo (de 1 a 2 años según la potencia).
RENDIMIENTO % 95 MOTOR ENERGÉTICO O ECONÓMICO 90,7 90 86,7 MOTOR STANDARD 85 80 1/4 1/2 3/4 4/4 CARGA
232
4) Ahorro de energía en los motores de un Taller Mecánico
En un Taller Mecánico, el consumo de energía eléctrica puede repartirse de esta manera:
20% en iluminación 20% en usos térmicos y otros 60% en fuerza motriz La energía consumida por los motores puede ser dividida en dos grupos; El 50% de los motores giran y trabajan al 75% de la carga (rendimiento del
82%). El 50% de los motores arrastran máquinas en vacío. Recordando que en un motor el rendimiento
absorbida P
útil P=π
Llamando P a la suma de todas las potencias útiles de todos los motores en rotación, tendremos (en placa de motor, sumadas todas ellas):
P absorbida por 50% a 75% de carga = 0,5 x 0,750,82
P= 0,45 P = 82% de 0,55 P
P absorbida por 50% en vacío = 0,5 x 0,2 P = 0,55P0,1P
= 18% de 0,55 P
Respecto al consumo total del Taller: Para los motores en vacío: 18 x 0,6 = 11% Para los motores en carga: 82 x 0,6 = 49% Si por un buen ajuste de los motores en carga a la máquina conducida se consiguiera una ganancia de 2 puntos en el rendimiento, lograríamos:
2 x 0,49 ≈ 1% sobre la factura eléctrica Para los motores que arrastran máquinas en vacío, se debieran detener automáticamente (con un programador) cuando la energía de rotación en vacío fuera superior al coste de la necesaria para un nuevo arranque (caso de las prensas). Si se pararan un 10% de estos últimos motores, la ganancia sería:
11 x 0,1 = 1,1% de la facturación total
233
Por otra parte, la carga del motor influye poderosamente en su factor de potencia: Un motor de 15 Kw a 1.500 r.p.m. tiene un cos ϕ = 0,74 a ½ de carga. A plena carga es del 0,86 Un motor en vacío produce un malísimo cos ϕ. Los motores de 750 r.p.m. tienen un bajo cos ϕ b-4) Ahorro energético en instalaciones de iluminación y alumbrado. 1 – Introducción La realización de una instalación de iluminación es un trabajo de especialistas. Es menester, en efecto, según el tipo de actividad ejercido en el establecimiento, tener presentes numerosos criterios de los cuales depende el confort visual de los ocupantes, su seguridad y su PRODUCTIVIDAD (en caso de locales industriales). El tipo de lámparas, su número, su disposición en el espacio, los flujos luminosos necesarios para asegurar una buena iluminación y el tipo de iluminación (directa, semidirecta o difusa) son los elementos básicos que se deben definir en cada instalación. Todo ello supone inversiones de implantación, a las cuales debe añadirse: El coste de la energía consumida. El coste del mantenimiento normal. Es importante tratar el asunto de forma global si se quieren lograr importantes mejoras económicas en el campo de la energía. En numerosas empresas se comprueba con facilidad que no se logra un objetivo de reducción de consumo energético, porque no se presta atención a todos los factores que influyen en el mismo, adaptándose soluciones parciales y no una conjunta. 2 - Repaso de algunas nociones de iluminación. Se define como flujo energético de una fuente luminosa como la energía total emitida en forma de radiación en el espacio (se mide en vatios). Como el ojo humano no es sensible más que a una parte de esta energía - la impresión luminosa depende de la longitud de onda de la luz emitida -, es menester recurrir a una nueva noción: EL FLUJO LUMINOSO.
234
Para mejor entender esto definiremos tres conceptos: La unidad de intensidad luminosa: la candela La unidad de flujo luminoso: el lumen La unidad de iluminación: el lux - Candela: intensidad luminosa emitida por un cm2 de cuerpo negro a la
temperatura de fusión del platino. - Lumen: flujo luminoso emitido por una candela en un ángulo sólido de 4
O I N ωωωω ∝∝∝∝ O FUENTE D ωωωω ANGULO SOLIDO ∝∝∝∝ OBLICUIDAD D DISTANCIAS S S I INTENSIDAD LUMINOSA P I
2
2
mpor lumen
un de flujoun repartido nteuniformeme manera de
recibe que superficie una den iluminació la sea o ,)m(en S
lúmenes)(en F (lux) E :Lux - =
S
F Ey ES I F LUMINOSO FLUJO
)definición(por D
Scos SOLIDO ANGULO
cos. D
1 E :(s) SUPERFICIELA DE NILUMINACIO
2
2
===
=
=
ω
αω
α
235
3 - Determinación del flujo luminoso. Para ello tendremos en cuenta dos factores: a) de utilización. b) de depreciación. a) Factor de utilización. El flujo luminoso útil de un aparato de iluminación es inferior al flujo emitido por el mismo; las pérdidas son debidas: al rendimiento de este aparato al reparto del flujo entre el techo, las paredes y el plano que se desea
iluminar (función de las dimensiones del local) a los factores de reflexión del techo y de las paredes (estado de las
superficies, color, etc ... ) Se llama factor de utilización a la relación:
fuentes las de total flujoútil flujo
u = (u<1)
Este factor u dado por los fabricantes depende:
- del índice del local i =b) (a h
b x a+
(iluminación directa)
- a = longitud en metros - b = anchura en metros - h = altura de las luminarias por encima del plano útil situado
convencionalmente a 0,85 m. - de los factores de reflexión de los muros y del techo. - del tipo de iluminación y del tipo de aparato. b) Factor de depreciación Con objeto de paliar los efectos del envejecimiento de las fuentes luminosas, del ensuciamiento de los aparatos y de las paredes del local, se aplica a F (flujo luminoso) un factor corrector llamado de depreciación (d>l). Los valores de d, que son dados por los fabricantes de lámparas, varían entre 1,2 T condiciones favorables) y 1,5 (condiciones particularmente desfavorables: locales con polvo, por ejemplo).
236
Con estos dos factores u y d se determina el flujo luminoso con la siguiente fórmula:
F =u
d x S x E
siendo: F = flujo luminoso en lúmenes E = nivel de iluminación en lux d = factor de depreciación u = factor de utilización 4 - Niveles de iluminación, recomendados en LUX. Mesas de secretarias 600 - 1.000 Mesas de dibujo y contabilidad 700 - 2.000 Mesas de conferencias 400 Vestíbulos y salitas espera 150 - 250 Cafeterías y restaurantes 250 Cocinas 500 Talleres y restaurantes 500 Laboratorios 500 - 700 Carreteras 20 Almacenes para mercancías 100 - 200 Parkings 50 Plataformas de carga 200 Locales de trabajo 150 Escaleras 60 Para habitáculos que contengan: Intercambiadores - bombas - escaleras - - plataformas 50 Paneles de instrumentos área general 300 5 - Nivel técnico. Tres parámetros fundamentales configuran el nivel técnico de una instalación de alumbrado: El nivel mínimo de iluminación. La importancia del color. El coeficiente de uniformidad (buena distribución)
237
6 -.Ahorro energético por medio de un buen Mantenimiento. Las instalaciones de alumbrado, sus dispositivos de mando y de protección
deben ser regularmente mantenidas: la periodicidad de este mantenimiento puede ser determinada según los datos suministrados por el fabricante en orden a las pérdidas de intensidad luminosa por envejecimiento (horas de funcionamiento) y por ensuciamiento de las lámparas y luminarias
INTENSIDAD LUMINOSA 100 % 90% ENVEJECIMIENTO SIN POLVO 80% 60% ENVEJECIMIENTO CON POLVO 50%
1 3 4 MILES DE HORAS En lámparas instaladas a la intemperie se ha observado una mayor duración que aquellas que sufren una mala refrigeración. Con un buen entretenimiento (cambio de lámparas y limpieza) se pueden lograr importantes ahorros de energía, como veremos en el próximo ejemplo. La tensión de alimentación de las instalaciones de alumbrado debe ser
estable. Una caída de tensión de 5% ocasiona una pérdida de intensidad luminosa del 15%.
Supongamos un Taller mecánico de 1500 m2 (30 x 50) dotado de lámparas fluorescentes de 400 w (420 w con reactancia) cuya iluminación mínima requerida es de 1000 lux. Teniendo en cuenta la reflexión de los muros y del techo (iluminación directa), y el índice i del local =
=+ 30) (50 6,530 x 50
2,9, siendo 6,5 = altura sobre el plano útil
el fabricante nos da el coeficiente de utilización u = 0,6 Cada lámpara proporciona 22.000 lúmenes.
238
El Plan de Mantenimiento consiste en: Cada dos años se remplazan sistemáticamente las lámparas (2 años x
3.750 h/año). La limpieza del polvo cada 8 meses, es decir a los 8 meses y 16 meses,
dado que a los 24 meses se cambiarán las lámparas. El fabricante nos facilita las siguientes pérdidas: Envejecimiento: pérdidas en % del nivel de iluminación para cada período de 8 meses: 10%,
7%, 5%. Por polvo: sin entretenimiento: 20%, 10%, 5% con entretenimiento: 20%, 20%, 20% Primer caso (sin entretenimiento) Nivel de iluminación: al cabo de 8 meses: 100 - (10+20) = 70% al cabo de 16 meses: 70 - (7+10) = 53% al cabo de 24 meses: 53 - (5+5) = 43% Segundo caso (con entretenimiento) al cabo de 8 meses: 100 - (10+20) = 70% al cabo de 16 meses: (70+20) - (7+20) = 63% al cabo de 24 meses: (63+20) - (5+20) = 58% Para mantener los 1.000 lux necesarios durante el período de 2 años, será menester disponer en ambos casos de un flujo luminoso INICIAL superior, lo que implica gastos suplementarios. Las economías de energía son las siguientes:
239
Nivel inicial sin entretenimiento:
con entretenimiento:
Primer caso:
Segundo caso:
Coste en el primer caso lámparas: 270 x 37,86 = 10.222,20 €. (cambio sistemático) energía: 270 x 0,420 x 7.500 x 0,06 = 54.234,16 limpieza polvo: 0
TOTAL = 64.456,36,- €. Coste en el 2º caso lámparas: 200 x 37,86 = 7.572 €. energía: 200 x 0,420 x 7.500 x 0,06 = 40.173,45,- €. limpieza polvo: 2 (8 meses y 16 meses) x 200 x 3 €/lámpara = 1.200 €.
TOTAL = 48.945,45,- €.
Economía en dos años: 15.510,91 € = 112 Tep 7 - Ahorro energético por control de la iluminación. En toda instalación de alumbrado son fundamentales dos aspectos: LA CANTIDAD o ILUMINACION (lux), que es básico en el consumo energético. LA CALIDAD de la iluminación, que abarca criterios de:
lux 2.325 43
100lux x 1000 =
lux 1.724 58
100lux x 1000 =
lúmenes 5.812.500 0,6
1.500 x 2.325 F ==
200 lámparas 196 22.000
4.310.00 N
lúmenes 4.310.000 6,0
1.500 x 1.724 F
≈==
==
240
a) Deslumbramiento, tanto el directo como el reflejado pueden entorpecer la
visión. b) Rendimiento en color Las exigencias en este campo varían mucho. Por ejemplo, en carreteras no es necesaria la identificación del color; en cambio, en hospitales, galerías de arte, montajes de elementos electrónicos, es de vital importancia la distinción cromática. c) Apariencia de color El color aparente de una lámpara no está forzosamente relacionado con el rendimiento en color. La apariencia de color de las lámparas puede valorarse a partir de su Temperatura de Color Correlacionada (T.C.C.) Cuanto más blanca (o fría) sea su apariencia, mayor será su T.C.C. A menor T.C.C., más rosada (o cálida) será su apariencia y la de las superficies neutras blancas) iluminadas. T.C.C, Apariencia de color 5000º K ……………………… fría 3300º - 5000º K ……………. intermedia 3300º K ……………………… cálida La capacidad de una lámpara para satisfacer los requisitos de COLOR viene determinada por las combinaciones de sus propiedades en cuanto a "apariencia de color y rendimiento de color". A más T.C.C. mejor rendimiento de color. En cualquier instalación de alumbrado los elementos que componen el coste son: 1 - Coste del equipo de alumbrado 2 - Coste de instalación (mano de obra Inversión
y materiales adicionales) 3 - Coste de las lámparas repuestas. 4 - Coste del Mantenimiento (limpieza
y remplazamiento) Conservación 5 - Coste del consumo de energía eléc
trica.
241
El punto 5 es el mayor elemento de coste, y por lo tanto se debe tender a utilizar lámparas de bajo consumo eléctrico para una misma iluminancia. Reglas básicas para conseguir ahorro de energía 1) Utilizar la fuente de luz más eficaz. Es decir interesan lámparas de elevados lúmenes/Watio teniendo presente sus propiedades para reproducir el color. Eficacia y flujo luminoso de los principales tipos de lámparas.
150 Las cifras indican la potencia
120 Las lámparas
90
60
30 E
FIC
AC
IA L
UM
/w(I
NC
LU
IDA
S P
ER
DID
AS
EN
AC
CE
SO
RIO
)
0 0,4 0,8 1 2 4 6 8 10
Flujo luminoso en lúmenes ( x 1000)
242
Del cuadro anterior se deduce: Tipo de lámpara
T.C.C.
R.C. (Rendimiento color)
Aplicación
SOX – Sodio Baja presión SON- Sodio Alta presión. HPI (T) – Haloge- nuros de mercurio Fluorescente blanca Fluorescencia cálida Fluorescencia luz de día Fluorescencia compacta SL
2.000 K
2.200º K
4.000º K
4.000º K
3.000º K
6.500º K
2.900º C
60
70
84
86%
66%
94%
85%
Carreteras – Seguridad – No identifica- ción colores. Luz amarilla A. Industrial y A. Público. Diferenciación de colores no crítico. Luz dorada. Polideportivos. Estadios. Industrias. Distinción de colores. Luz blanca. Buena reproducción del color, alumbrado industrial interior. Combina con la luz del día. Alumbrado industrial y de oficinas donde no sea importante la reproducción de colores. Elevada eficacia. Perfecta distinción de colores. Para sustituir a las lámparas incandes- centes de 40 W a 100 W. Cara
2) Utilizar el flujo luminoso de la lámpara eficazmente por medio de una
buena luminaria. Si nos limitamos al uso de los dos tipos de lámparas más rentables: sodio Alta Presión y Halogenuros metálicos, el criterio de la elección de la luminaria desde el punto de vista de "Conservación de la energía" nos aconseja: emplear conjuntos ópticos herméticos que eviten el ensuciamiento interior
de los mismos, aún en ambientes teóricamente limpios. usar sistemas de filtrado que eviten la entrada de elementos contaminantes
del aire que ataquen las superficies de la iluminarías utilizar sistemas de acabado o recubrimiento de las superficies reflectantes
que sean inatacables por el ambiente. la superficie pulida - sin poros- de estos acabados, para evitar la adherencia
de suciedad. elastómeros de las juntas de cierre que mantengan sus condiciones de
elasticidad durante la vida de la luminaria. un diseño de luminaria que facilite la limpieza y mantenimiento de los
elementos contenidos en ella.
243
Es lamentable ver el estado ruinoso y antieconómico de muchas instalaciones de alumbrado que siguen consumiendo la misma energía eléctrica con un 50% menos de eficacia. Por otra parte es fundamental poder utilizar lámparas de bulbo claro en vez de las de bulbo mateado. Pero ello exige que se recurra a perfiles ópticos de diseño especial, determinados con ordenador. El más fácil diseño utilizable para bulbo mateado es el formado por un reflector de forma tronco - cónica o de paraboloide de revolución, que no puede usarse con lámparas de bulbo claro, lo cual supondría un importante ahorro de energía.
244
Estos últimos reflectores “11 facetados" evitan reflexiones de gran intensidad, rebajando la iluminancia y el deslumbramiento. Además, en el caso de lámparas de alta intensidad de descarga (sodio AP), es importante evitar el retorno del rayo luminoso hasta la lámpara. Se evita con reflectores facetados. 3) Control de la correcta utilización y conexión oportuna de la instalación. Aunque la base de ahorro energético es tener conectada la instalación de alumbrado mientras se precise así, y desconectada en caso contrario, es menester tener presente algunos métodos de control, tales cómo el elemento humano, capaz de conectar y desconectar manualmente la instalación, o el automatismo programado. Cabe también la posibilidad de controlar el nivel de alumbrado de forma automática y proceder a la incorporación o eliminación del encendido de lámparas.
245
El método AEE ( de Philips ) Este método sirve para determinar si una instalación de alumbrado existente o diseñada tiene un consumo energético correcto y a la vez una iluminancia aceptable. Para ello se procede de la siguiente manera: - Conocida la instalación que debe valorarse, se miden los vatios consumidos
por cada m2 de superficie para proporcionar 100 lux. - Se compara a continuación con un objetivo en W/m2 /100 lux considerado
como aceptable.
La siguiente tabla es válida para instalaciones de alumbrado interior y en ella se establecen los objetivos basados en las fuentes de luz más eficaces, los más avanzados diseños de luminarias y una planificación moderna del proyecto.
Uso industrial Color no exigente
300 lux
500 lux
Indice del local a x b I = hm (a+b) a = longitud b = anchura hm = altura de la luminaria
Locales comer- ciales, tiendas, etc.
Uso industrial. Distinción color
Hm ≤ 5 m
Hm > 5m
Hm ≤ 5m
Hm > 5m
5 4 3
2,5 2,0 1,5
1,25 1,00 0,75
2,32 2,37 1,46 2,54 2,63 2,86 3,02 3,34 3,72
2,34 2,40 2,49 2,56 2,71 2,93 3,12 3,40 3,67
1,48 1,51 1,56 1,58 1,64 1,72 1,79 1,89 2,07
1,28 1,30 1,34 1,37 1,42 1,50 1,56 1,68 1,85
1,48 1,51 1,56 1,58 1,64 1,72 1,79 1,89 2,07
1,23 1,30 1,34 1,37 1,42 1,50 1,56 1,68 1,85
O B J E T I V O S W / m2/100 lux
Una vez determinado el factor AEE de una instalación existente la diferencia entre dicho factor y el mejor posible (AEE = l), puede ser utilizada para estimar el despilfarro de energía: (L-AEE real) x carga total (Kw) x horas de funcionamiento = pérdida anual de energía.
A.E.E.Factor lux) /100(W/m actualsituación
lux) /100(W/m (tabulado) econseguirs debe que objetivorelación la
2
2
=
246
Por ejemplo, AEE de la instalación: 0,5 Carga instalada: 200 Kw. Horas de funcionamiento: 3.000 horas/año. Pérdida de energía. (1-0,5) x 200 x 3000 = 300.000 Kwh/año
300.000 Kwh x 0,07 € Kw-h = 19.833,4 €/año La firma creadora del sistema mide la iluminación real de la instalación y la traduce a w/m2/100 lux reales. Para ello utiliza un aparato especial que efectúa el cálculo correspondiente para determinar las pérdidas de energía eléctrica. La siguiente tabla da una orientación para decidirse por soluciones más o menos drásticas.
A E E REAL
V A L O R A C I O N
0,75 o más 0,51 – 0,74 0,5 o menos
Buena Se sugiere revisión Tomar medidas urgentes
8 - Lámparas de mercado. El mercado presenta una amplia y variada gama de lámparas. Es por tanto necesario estudiar cuidadosamente el tipo más idóneo para lograr determinado objetivo. El siguiente cuadro presenta de modo general las características de los tipos más generales.
247
Tipo (1)
Potencia
Potencia
del balasto (2)
Lúmenes iniciales
Eficiencia 1 m/w (4)
Horas de
vida
Tiempo de encendido
Aplicaciones
200 300 500
1.000
- - - -
3.200 4.000 9.000 9,.500
16
16,33 18 9,5
1.000 1.000 1.000 2.000
INCANDES- CENCIA Standard Halógenas
300 500
1.000 2.000
- - - -
5.100 9.500 23.500 49.000
17 19
23,5 24,5
1.500 1.700 2.000 2.000
Instantáneos
Iluminación de inte- riores donde se pre- cise una buena apreciación del color
FLUORES- CENTES
20 30 40 65
9
8,6 8,6
13,1
(3) 660 a 1.200
1.200 a 1.400 1.750 a 2.600 2.800 a 4.120
22,8 a 41,4 31 a 36,2 36 a 53,5
35,8 a 52,7
6.000 a
9.000
Práctica- mente ins-tantánea
Iluminación domés- tica, oficinas, hote- les, naves ind. y apli caciones similares
250 400 700
1.000
17 20 28 30
(5) 18.500 23.000 42.500 60.000
50,5 54,7 58,4 58,2
16.000 a
25.000
3 a 5 min.
Iluminación de gran- des espacios interio- res, parking, calles, pistas deportivas.etc
400
1.000 2.000
27 30 70
30.000 85.000
130.000
70,25 82,52 91,8
1.500
a 15.000
2 a 4 min.
Alumbrado público, parkings, polidepor- tivos, parques ext. de fábricas
35 55
105 180
22 22 43 43
4.500 8.000 22.000 33.000
84,2 103,8 123,5 148
DESCARGA Vapor de Mer- curio Vapor de Mer- curio + Halogenuros metálicos Vapor sodio baja presión Vapor sodio alta presión
250 400
1.000
30 40 42
25.000 8.000
125.000
39,3 110,5 120
10.000
a
20.000
5 – 9 min.
3 – 5 min
Parkings, autopistas acerías y fundicio- nes, muelles y exte- riores en general. Parques, jardines, etc.
(1) Se ha escogido una gama reducida de tipos y potencias. En cada tipo,
puede haber subtipos para aplicaciones específicas. (2) Se entiende para arranque con cebador. (3) En función de la tonalidad (o temperatura de color de la luz emitida):
blanco ind. blanco lujo, etc.
(4) En el denominador se incluye la potencia del balasto.
(5) Pueden variar en función de la posición para la que se diseñe la lámpara.
Los datos de la tabla son orientativos y varían entre fabricantes.
248
9 - Caso práctico
Se trata de una nave industrial de 35 x 100 m (3500 m2) en la que se desean 300 lux en el plano de trabajo. Se trabajan 16 horas diarias, durante 270 días/año. Ambiente de suciedad medio y limpieza anual de lámparas y luminarias.
Incandescen-
tes Fluorescentes Vapor de
mercurio Halogenuros Vapor sodio
A.P- (1) Lúmenes iniciales de la
lámpara (fabricante)
9.500
2 x 5.100
60.000
30.000
47.000 (2) Horas de vida
(fabricante)
2.000
9.000
24.000
15.000
20.000 (3) Consumo lámpara + ba-
lasto (fabricante)
1.000
156
1.030
427
434 (4) Coeficiente de utilización
(fabricante)
0,7
0,7
0,72
0,76
0,76 (5) Factor depreciación lám-
para (fabricante o NTE)
0,9
0,8
0,85
0,78
0,91 (6) Factor depreciación su-
ciedad (fabric. o NTE)
0,72
0,72
0,72
0,85
0,9 (7) Lúmenes útiles por lumi-
naria (1) x (4) x (5) x (6)
4.309
4.112
26.438
15.116
29.254 (8) Area corresp. a cada lu-
minaria (7) lux plano trafo
14,2
13,7
88,1
50,4
97,5 (9) Luminarias necesarias
Area (8)
244
256
40
70
36 (10) Potencia instalada (9) x
(3) w.
244.000
39.936
41.200
29.890
15.624 (11) Coste luminaria + balasto
+ arrancador (fabric.)
25,24
39,06
71,54
82,06
110,85 (12) Coste lámparas por lumi-
naria (fabricante)
7,09
2,70
27,04
27,04
22,83 (13) Coste instalación por lu-
minaria
7,91
9,61
8,11
9,30
8,28 (14) Coste inicial total por lu-
minaria (11) + (12) + (13)
40,24
51,37
106,69
118,40
141,96 (15) Coste inicial total (14) x
(9)
9.818,56
13.150,72
4.267,6
8.288
5.110,56 (16) Amortización anual 15%
(14) x (9)
1.472,78
1.972,61
640,14
1.243,2
766,58 (17) Horas de funcionamiento
anuales
4.320
4.320
4.320
4.320
4.320 (18) Lámp. Individuales susti-
tuídas (17) x nº lamp./(2)
527
123
8
21
8 (19) Coste lámparas fundidas
(18) x (12)
3.736,43
332,1
216,32
567,84
182,64 (20) Coste cambio lámparas
(18) x 100 Ptas/lámpara
316,2
73,8
4,80
12,60
4,80 (21) Coste de energía (10) x
(17) x 12 Pt/Kwh÷1.000 Kw//w
70.320,10
11.509,44
11.877,20
8.611,30
4.501,58
(22) Coste total de funciona- miento (19)+(20)+(21)
74.372,73
11.915,34
12.098,32
9.191,74
4.689,02
(23) Amortización + funciona- miento (16) + (22)
75.845,51
13.887,95
12.738.46
10.434,94
5.455,60
(24)
Costes relativos
13
2,57
2,33
1,91
1
249
El objetivo del ejemplo es únicamente resaltar la faceta económica de un
sistema de iluminación, de aquí que se hayan incluido opciones de Halogenuros y Sodio A.P. cuando en realidad son contadas las aplicaciones industriales interiores en que pueden utilizarse (fundiciones, acerías y similares).
Análogamente, las opciones se pueden aumentar (incandescente 1.500 w,
V.M.400 w. etc.), pero se ha preferido utilizar una de cada tipo fundamental de lámpara para que el lector se familiarice con sus características.
En definitiva se trata de una forma rápida, sencilla y aproximada de evaluar
las características económicas de las opciones que el diseñador de sistemas de iluminación puede presentar a un director de planta.
250
3.9.14 MTO. ENERGÉTICO TÉRMICO – COMBUSTIÓN - TRANSMISIÓN. 1 - Clasificación de los hornos. Los hornos se pueden clasificar por tres conceptos fundamentales: a) Por el fin que persiguen: por ejemplo, hornos de fundición, hornos de
cerámica, hornos de soldadura, de refino, de calderas, etc ... b) Por el combustible que utilizan: - Hornos de combustibles sólidos (madera, carbón). - Hornos de combustibles líquidos. - Hornos de combustibles gaseosos (propano, gas natural). - Hornos eléctricos. - Hornos solares. - Hornos de microondas. c) Por la forma en que tiene lugar el calentamiento del producto: Hornos de
calentamiento DIRECTO y hornos de calentamiento INDIRECTO. La última clasificación c) resume y contiene a las otras dos, y por tanto la aceptaremos como definitiva y únicamente válida. Hornos de calentamiento DIRECTO En estos hornos los productos de la combustión entran en contacto con la materia a calentar. Normalmente utilizan como combustible el fuel-oil, gas natural o productos de desecho. También se está experimentando con energía solar. Desde el punto de vista de funcionamiento se subdividen en: intermitentes y continuos. En los intermitentes se pierde una considerable cantidad de energía a través de los orificios durante la carga y descarga de productos. Es indispensable que dichas aberturas sean lo más pequeñas posible y que permanezcan abiertas el mínimo tiempo indispensable.
En los continuos, la entrada y la salida están permanentemente abiertas, por lo que las pérdidas por radiación pueden ser importantes. Interesa entonces el uso de puertas abatibles, de pantallas u otros métodos. Hay que tener presente en estos hornos, los contenedores, bandejas o transportadores con objeto de contabilizar el calor absorbido por los mismos y llevarlo al balance energético.
251
Hornos de calentamiento INDIRECTO. En este caso, los productos de la combustión no entran en contacto directo con la materia que se desea calentar. El calor se transfiere a través de un elemento intermedio, que puede ser una cámara de refractario (hornos de mufla) o mediante tubos radiantes, baños de sales fundidas, etc ... 2 - Rendimiento de un HORNO. El rendimiento de un horno es:
Qu = calor utilizado Qh = calor perdido en los humos Qp = calor perdido por radiación, aberturas, transportes, etc ... Dos métodos se emplean para determinar el rendimiento de un horno: - Directo - Indirecto El método DIRECTO consiste en medir la energía suministrada al sistema (Qu + Qh + Qp) y la energía cedida al producto (Qu). Para ello deben seguirse las siguientes etapas: 1. Recopilación de datos en orden a: - equipo - combustibles - aire y humedad - material a calentar - reacciones endotérmicas o exotérmicas 2. Realizar un balance de materia, teniendo presente: Entrada Salida Combustible Aire Humedad Material a calentar Sistema de transporte del material
Gases de escape (análisis) Vapor de agua Residuos e inquemados Material calentado Humedad Elementos de transporte
siendo ,Qp Qh Qu
Qu
++=Ω
252
3. Basándose en este balance de materia, se debe determinar el calor
aportado por la entrada (de cada elemento de la entrada) y el calor extraído del sistema por cada elemento de la salida.
También se deben determinar las pérdidas por conducción convección y radiación.
4. Efectuar el balance energético y EQUILIBRARLO añadiendo las pérdidas
no computables. Recordamos el ejemplo del balance térmico anteriormente estudiado, donde figuran en las partidas salientes aquellos casos en los que la cantidad de calorías son llamativas. Actuando sobre ellas se puede lograr el aumento de rendimiento deseado, dado por la fórmula
Es decir Ω 1 antes de introducir cualquier reforma y Ω 2 después de recuperar calorías salientes. Si el resultado de pérdidas no computables resultara desproporcionado y no se debiera a errores de cálculo, es necesario considerar la posibilidad de que se hubieran dañado las paredes del horno infiltrándose aire. El método INDIRECTO está basado en la evaluación de las pérdidas de calor en el sistema.
Ω% = 100 - pérdidas en % Las pérdidas P = PH + PR + Pic + Pcc + Pih, siendo PH = pérdidas en los humos. En función de la temperatura de los humos y
del exceso de aire. Gráfico 2 y 3. PR = pérdidas por radiación y convección. Dependen del refractario y
aislamiento del horno. Se deduce del gráfico 4. Este gráfico debe dibujarse para cada horno o caldera.
Pic = pérdidas por inquemados en las cenizas. Solo para combustibles
sólidos. Pcc = pérdidas por calor sensibles cenizas. Sólo para combustibles sólidos. Pih = pérdidas por inquemados sólidos en los humos. Sólo para combustibles
sólidos.
Qp Qh Qu
Qu
++=Ω
253
Estos tres últimos casos dependen del tipo de parrilla y combustible sólido. PERDIDAS POR CALOR SENSIBLE DE LOS GASES DE COMBUSTION
PERDIDAS POR CALOR SENSIBLE DE LOS GASES DE COMBUSTION
Tem
pera
tura
en
ºC
310
290
270
250
230
210
190
170
150
130
Fuel nº 1 P.C.I. = 9600 Kcal/Kg Temperatura del aire La entrada 20ºC
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Tem
pera
tura
en
ºC
300
280
260
240
220
200
180
140
120
100
Gas natural P.C.I. = 7.600 Kcal/m3 Temperatura del aire a La entrada 20ºC
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Pérdidas en % Pérdidas en % Gráfico 2 Gráfico 3
PERDIDAS POR CONVECCION Y RADIACION (Base P.C.I.) para fuel-oil y gas natural
P% 1
0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Tm/h
Producción 10 20 30 40 50 60 70 máxima
Gráfico 4
actual Producción
calderas Max. Producción P% Pérdidas =
254
3 - Factores que afectan al rendimiento de un horno. Se clasifican en: - Factores de combustión - Factores de marcha o funcionamiento del HORNO - Factores de diseño Factores de combustión La combustión, como reacción química, viene dada por la fórmula: 4 Cn Hi + (4n + i) 02 4 n CO2 + 2i H2O + CALOR y se caracteriza por su gran velocidad y por su elevada producción de energía térmica y lumínica. Esta reacción, denominada ESTEQUIOMETRICA, no es posible lograrla y ello da lugar a la necesidad de trabajar con un exceso de aire, el cual es función de: - La temperatura. - La atomización del combustible. - Diseño de los quemadores. - Diseño de la cámara de combustión. - Grado de turbulencia de la mezcla. - Relación aire primario/aire secundario. - Uso aditivos. Este aire en exceso debe de ser el menor posible, ya que, aparte del mayor consumo de combustible al tener que calentar esa masa de aire que no interviene en la combustión, la mayor dilución de los gases calientes hace que baje la temperatura teórica de llama absorbiendo menos calor el producto que se va a calentar, dando lugar a unos humos más calientes y a una disminución del rendimiento. El gráfico 5 muestra la disminución de la temperatura teórica de la llama con el exceso de aire.
255
TE
MP
ER
AT
UR
A T
EO
RIC
A D
E L
LAM
A º
C
26OO 2400
2200 2000 1800 FUEL-GAS 1600 FUEL-OIL 1400 1200 1000
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
TEMPERATURA TEORICA DE LLAMA EN FUNCION DEL EXCESO DE AIRE
Gráfico 5
Sin embargo, la disminución del exceso de aire tiene un límite, ya que por debajo de un cierto caudal de aire - propio de cada quemador las emisiones de monóxido de carbono CO e inquemados crecen muy rápidamente, véase la figura 6.
CA
NT
IDA
D D
E IN
QU
EM
AD
OS
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
EMISION DE INQUEMADOS EN FUNCION DEL EXCESO DE AIRE
Gráfico 6
En hornos especiales, tal como ocurre en hornos de proceso de refinerías de petróleo, la reducción del exceso de aire presenta otra limitación, como es la distribución de la llama en el perfil de los tubos, que puede llegar a deteriorarlo si el exceso de aire se reduce mucho.
256
Como regla general: Conviene trabajar en hornos industriales normales, con un 20% de exceso
de aire si el combustible es fuel-oil, pudiendo hoy día, al controlar el CO, rebajarse al 8 ó 10% el exceso de aire.
En hornos con quemadores de aire inducido no conviene reducir el exceso
de aire por debajo del 20%. En hornos con quemadores de tiro forzado y con calentamiento del aire se
puede reducir hasta el 20% en la práctica. En cuanto a la atomización del combustible, es un factor muy importante dado que permite aumentar la superficie del combustible la cual se pone en contacto con el aire, y de esta manera se acelera la velocidad de la reacción y disminuye el exceso de aire. El combustible se atomiza por dos medios: - Aire comprimido - Vapor
Es más económico el sistema de aire comprimido. En el caso de combustibles sólidos, éstos se queman en parrillas que sirven de soporte mientras que los componentes volátiles terminan su combustión al entrar en contacto con el aire secundario, que va por encima de la parrilla. Es fundamental conocer la granulometría, cenizas, humedad y material volátil del combustible. Factores de funcionamiento y marcha del HORNO. Para un determinado horno, la curva de variación del rendimiento en función de la potencia calorífica requerida presenta la siguiente figura:
257
R
EN
DIM
IEN
TO
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5
Gráfico 8 Carga de trabajo Carga de diseño Tiene un máximo para la carga de diseño (1). La curva diferencia dos zonas: a la derecha del máximo existe sobrecarga a calentar y aumentan las pérdidas en los humos; a la izquierda aparece infracarga que da lugar a un aumento en % del calor liberado por el combustible, aunque el valor absoluto de estas pérdidas permanece constante. Se deduce de ello la dificultad de lograr un alto rendimiento si se suceden grandes variaciones de carga. Una forma sencilla de ahorrar energía es la optimización de los paros. Cuando un horno queda fuera de servicio, bien sea por paros programados o por interrupciones en la producción, se consiguen sustanciales ahorros energéticos disminuyendo la temperatura del mismo durante el paro o tiempo de espera y recalentando posteriormente hasta la temperatura de régimen. Aspectos energéticos importantes en el funcionamiento de los HORNOS son: 1) Pérdidas por radiación y convección durante el funcionamiento. 2) Energía absorbida por los elementos de transporte. 3) Pérdidas en cintas transportadoras de hornos. 4) Pérdidas por aberturas.
258
1) Los hornos CONTINUOS mantienen una temperatura de régimen durante
largos periodos de tiempo, siendo importantes las pérdidas que se producen a través de las paredes por conducción y luego radiación y convección con el medio ambiente.
En hornos INTERMITENTES, y dependiendo de la duración del ciclo, las pérdidas originadas al calentar y enfriar las paredes pueden sobrepasar ampliamente las de conducción a través de las mismas. Si tenemos en cuenta que el calor destinado a calentar el ladrillo refractario vale: Q = m x Cp x Z T, se comprende la importancia de trabajar con ladrillo de peso y calor específico lo más bajo posible. Es decir, al reducir m x Cp , las paredes podrán calentarse o enfriarse con más rapidez y menos consumo de combustible. 2) Lo mismo sucede en las bandejas, contenedores, transportadores, etc...
Deben ser fabricados, a ser posible, con materiales con la mínima capacidad para almacenar calor (m x Cp)
Si el medio de transporte es sobre raíles, se deben de evitar aquellos que vayan refrigerados por agua y utilizar, en su lugar, raíles de materiales resistentes al calor (aleaciones especiales o material cerámico.). 3) En el caso de transportadores o cintas transportadoras hay que evitar el
uso de cintas largas. Siempre que la temperatura lo permita, es recomendable disponer de tres cintas pequeñas en vez de una grande, de tal suerte colocadas aquellas que una alcance la entrada del horno, la segunda funcione dentro del mismo, y la tercera arranque de la salida. De esta manera, la del centro permanece a temperatura constante, sin enfriamientos y calentamientos. 4) En hornos intermitentes una fuente importante de pérdidas la constituyen
los tiempos de apertura en las etapas de carga y descarga. Principalmente hay pérdidas por radiación, siendo éstas proporcionales del AREA de la abertura y de la cuarta potencia de la temperatura absoluta.
En la figura 9 se dan los valores de las pérdidas en función de la temperatura. Estos valores son aproximados por cuanto, además de su forma, debiera tener en cuenta la relación entre el espesor de la pared y el tamaño de la abertura.
259
Figura 9 Factores de diseño Existe la posibilidad de conseguir considerables economías de energía utilizando mejores aislantes e instalando recuperadores de calor. Si tenemos en cuenta únicamente porcentajes (%), las pérdidas de calor a través de las paredes de un horno pueden parecer de poca importancia. Sin embargo, considerándolas en valor absoluto llegan a alcanzar cifras significativas, sobre todo en procesos a alta temperatura. Se fabrican hoy en día aislantes cerámicas de fibras que sustituyen con notable ventaja a los aislantes y refractarios convencionales. Estos aislantes fibrosos se caracterizan por estas ventajas: Baja conductividad térmica, que es 1/2 o 1/3 menor que la de los materiales
convencionales. Baja capacidad de almacenamiento de calor, mucho menor que la del
aislante normal. Elevada resistencia a la fatiga térmica.
260
Por otra parte, sus inconvenientes son: Baja resistencia mecánica. Se instalan en lugares sin choques ni abrasión. Porosidad que impide se utilicen en ambientes con mucho humo o polvo. Deben instalarse en la cara caliente del horno. Si se hiciera en la cara fría,
daría lugar a sobrecalentamientos que perjudicarían las paredes del horno. Damos a continuación una tabla con las características de refractarios y aislantes más comunes. REFRACTARIOS
Tipo
Densidad
G/cm3
Resistencia al shock térmico
Conductancia térmica W/mºC
A 500ºC
Calor específico
Kcal/Kg.
Arcilla silícica
Arcilla alumínica de tipo medio
Arena alumínica
Arena
Magnesita
Cromo – Magnesita
Dolomita
Forsterita
2,12
1,97
1,86
1,93
2,80-2,95
3,03-3,11
2,73
2,76
Moderada
Excelente
Baja
Moderada
-
Excelente
Excelente
Moderada
1,3
aprox 1,3
1,4
0,9
(a 900ºC) 4,3
(a 1000ºC) 1,4
- 1
0,25
0,25
0,26
0,26
0,30
0,25
-
0,27
AISLANTES
Tipo
Cond. Térmica a 400ºC (W/m)
Límite térmico de uso (ºC)
Densidad (g/cm3)
Diatomea sólida Diatomea porosa
Arcilla Alúmina
Sílice
0,25 0,14 0,30 0,28 0,40
1.000 800
1.500 1.500 – 1.600
1.400
1,09 0,54 0,56 0,91 0,83
Además de las pérdidas debidas a puertas abiertas y agujeros (radiación y convección) existen también infiltraciones de aire que bajan la temperatura de los hornos. Conviene por ello mantener una ligera sobrepresión en la cámara, lo cual puede propiciarse con un registro u otra restricción en la chimenea. Este registro puede ser regulado automáticamente. Si como ocurre a veces, sale la llama del horno al exterior del mismo, las pérdidas son más importantes y es menester reparar el orificio o controlarle la llama, dado que la longitud anormal entraña combustible inquemado. Entre los equipos diseñados para la recuperación de gases, cabe señalar: Recuperadores Regeneradores Calderas de gases de combustión.
261
En un recuperador, el agente calefactor (los humos) y el medio o elemento a calentar están separados por un tabique de metal o de refractario. El recuperador actúa continuamente transmitiendo el calor del elemento caliente al frío. Es el típico intercambiador de calor. Con los recuperadores se pueden lograr ahorros de un 10 a un 30% en el consumo de combustible. El regenerador actúa de manera discontinua y consiste básicamente en dos amplias cámaras, recubiertas interiormente con ladrillo refractario. El agente calefactor pasa a través de una de las cámaras cediendo su calor al recubrimiento, mientras que el elemento a calentar pasa a través de la otra. Al cabo de un tiempo predeterminado un sistema de válvulas permuta los pasos de los elementos calefactor y calentado, tomando calor del refractario este último y cediéndolo al de la otra cámara. Se utilizan los regeneradores en aquellos casos en que se requieren temperaturas de precalentamiento elevadas (industrias del acero y del vidrio). El agente calefactor es el gas caliente, permitiendo que su temperatura sea muy alta y por ende las de precalentamiento. Como inconveniente tenemos la necesidad de utilizar los gases de escape de un horno en producir vapor en una caldera. Algunas industrias del petróleo emplean este procedimiento para obtener vapor de media presión, si bien es una práctica no demasiado extendida. Es menester tener presente que, en algunos hornos, el calor de los humos puede ser del 40 al 45% del calor total, con temperaturas del orden de 7002 a 800ºC o más. El precalentamiento del aire de combustión sólo es realizable si la unidad dispone de quemadores de tiro forzado. El precalentamiento de aire tiene otra ventaja adicional: Favorece la mezcla fuel-aire mejorando la combustión y disminuyendo la
emisión de inquemados. También tiene un riesgo: la corrosión producida por el SO3 de los humos, que puede condensar en puntos de baja temperatura. Soluciones a este problema pueden ser: aditivos depresores del punto de rocío ácido. utilización de material de vidrio en los tubos de los precalentadores. Calentamiento del aire por medio de un fluido intermedio ("hot oil")
previamente calentado con los humos y nunca enfriado por debajo del punto de rocío.
Si la temperatura de los humos descendiera notablemente por causa de su aprovechamiento podría dar lugar a una disminución del tiro.
262
4 - Control de la combustión de un horno o de una caldera El control de la combustión debe intentar un EXCESO DE AIRE que minimice la suma de las pérdidas por temperatura de los humos y las pérdidas por combustibles inquemados.
Dedicaremos especial atención a la combustión habida en los hornos, especialmente a su control. Un instrumento indispensable a tener en toda empresa que disponga de hornos y calderas es un ANALIZADOR DE HUMOS. El analizador de humos permite determinar: % O2, % de CO, % de CO2 y % de diversos componentes de los hidrocarburos. El análisis de oxígeno (O2) da la medida del exceso de aire, independientemente de las variaciones de la calidad del combustible.
Pérdidas por temperatura de los humos
Pérdidas por combustible inquemado
Pérdidas
Exceso de aire óptimo
Exceso de aire %
263
La curva de la figura 10 nos da el exceso de aire en función del % de O2.
220 12
0
A 20
0 10
0
B 18
0 80
C 16
0 60
14
0 40
A = CARBON 12
0 20
B = FUEL C = GAS NATURAL O DE COCK
100
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
% DE OXIGENO EN LOS GASES – EN VOLUMEN
Figura 10
TOTAL EXCESO
A
IRE
DE
CO
MB
US
TIO
N E
N %
También se puede obtener el valor del exceso de aire por la medida del CO2, pero en este caso incluye la composición del combustible, y además, la misma medida del CO2 puede representar tanto un exceso como un defecto de aire, lo que puede inducir a graves errores. Hay gran diversidad de sistemas de análisis de oxígeno en humos, desde el más sencillo analizador portátil, hasta los más sofisticados instrumentos de medida continua con registro en panel. Dado que estos últimos requieren inversiones apreciables, su instalación sólo estará justificada en hornos de elevada potencia. En las grandes Centrales Térmicas, donde la temperatura de combustión alcanza valores próximos a 1.400ºC, el CO no llega a formarse, pues se volatiliza. La medida del exceso de aire se hace controlando el O2. El CO2 tampoco se mide y tiene en cuenta. Para hornos de pequeño consumo puede ser suficiente el convencional aparato "ORSAT" (muy poco manejable) o los portátiles de célula o paramagnéticos.
264
Dentro de los analizadores continuos, los que utilizan las propiedades paramagnéticas del oxígeno para medir su concentración, tienen el inconveniente de que, al estar distantes del conducto de humos, necesitan tuberías y válvulas para la toma de muestras, lo cual implica un mantenimiento constante por sus múltiples averías. El analizador de óxido de circonio, tipo sonda, elimina este último inconveniente. Es muy recomendable la utilización conjunta de analizadores de oxígeno y de monóxido de carbono (CO); de esta forma puede lograrse una combustión en condiciones óptimas punto A de la figura 13), es decir, con el mínimo exceso de aire compatible con la mínima emisión de inquemados (CO) (a ser posible menor que un 0,02%). 7 6 5 CO Y OTROS 4 INQUEMADOS 3 2 1 A 0,02 0,01 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 EXCESO DE AIRE % Cuando se pretenda operar de forma estable con bajos excesos de aire es importante instalar y mantener debidamente medidores de tiro. Para ello deben colocarse próximos a los quemadores, en otras zonas del horno. Puede disponer de control automático de valores mínimos (-0,5 a 3 mm. c.a. por ejemplo). Por otro lado, colocaremos medidores de tiro en la compuerta de la chimenea e inclusive puede ser conveniente instalar un tiro que permita mantener el hollín en el techo del horno, por la importancia del control del hollín por medio del aparato Bacharach. Ello nos permitirá determinar el arrastre en los humos de inquemados y residuos, que se depositan en las superficies de intercambio de calor, disminuyendo la transmisión del mismo. Con gas natural es fácil trabajar con un 3% de O2, que supone un exceso de aire del 15%. Existe una moderna técnica de control de la combustión basada en el control de la llama. La transferencia de calor máximo irradiada por una llama aparece para una proporción determinada de fuel-aire. La insuficiencia de aire, (bajo exceso de aire) produce la generación de CO, humo y sólidos.
265
El elevado exceso de aire produce pérdidas en la chimenea. Si el fuel contiene azufre se formará SO3 y puede producirse S04H2 y por consiguiente corrosión en los conductos. La radiación de la llama presenta una intensidad máxima muy cerca de la proporción estequiométrica fuel/aire, o en aquella situación de bajo exceso de aire y mínima producción de inquemados. El último aspecto a tener en cuenta en la combustión es la MEDIDA DE LA TEMPERATURA DEL PUNTO DE ROCIO. La temperatura del punto de rocío ácido de un gas es aquella en que la cantidad de ácido condensado es igual a la cantidad de ácido evaporado. Equivale a decir que la cantidad de gas condensado resultante en una superficie a la temperatura de rocío TR es cero. En la combustión de fuel, carbón, etc... se forma SO2 , que al oxidarse se transforma en SO3. Este SO3 se combina con el vapor contenido en los gases y da lugar a SO4 H2 Este SO4 H2. produce un efecto muy significativo sobre la temperatura TR como es la adición de 50 p.p.m de SO4,H2 , en un gas que tenga 15% de vapor de agua elevará la temperatura del punto de rocío desde 60ºC a unos 155ºC, y cualquier superficie metálica que se hallare por debajo de los 155ºC sufriría ataque de corrosión. El sentido común nos invita a realizar el siguiente proceso: Determinar y medir el punto de rocío en todo momento. Trabajar a una temperatura lo más aproximada a dicho punto y ligeramente
superior al mismo. Tratar de reducir el contenido de SO2, en los humos con la adición de
elementos (aditivos) que impidan la formación de SO4H2 y por tanto reduciendo la temperatura del punto de rocío.
Existen analizadores portátiles y analizadores continuos que miden el punto de rocío e indican la temperatura que deben alcanzar los humos en aras de evitar la corrosión. Se basan en un elemento detector de vidrio que mide la conductividad del ácido sulfúrico condensado al enfriar el detector internamente por aire. Cuando la corriente eléctrica se estabiliza habremos llegado al punto de rocío. Si este variara, el medidor lo refleja en su registro.
266
5 - Recogida de datos de la combustión del horno o caldera. Una vez analizadas las variables que deben controlarse en el horno durante el proceso de combustión, vamos a recogerlas en un simple cuadro con objeto de facilitar la determinación del rendimiento del horno y del consumo de combustible. Insistimos en que dicho control debe efectuarse por lo menos una vez por turno. En muchos hornos y calderas este registro de datos es continuo y automático, pero lo importante es que recopilemos los datos que de verdad interesan para mejorar la combustión, el rendimiento del horno y por tanto, que supongan una tendencia a la economía de energía. En primer lugar vamos a tratar de “visualizar", aunque sin rigor matemático, las relaciones de las complejas variables que intervienen en el proceso de combustión de un horno, para después recoger los valores de las mismas en una ficha de control. Y después dispondremos de una ficha mensual que nos recopile los datos interesantes para el cálculo del rendimiento del horno. Se conoce el caso de un horno en el que los humos salen a 700ºC. La pérdida energética es sublime Humos a 700º C Sartén de aceite que fríe patatas Cámara de combustión Se podría colocar un cilindro abrazando la chimenea haciendo circular agua por el mismo recuperando parte del calor.
267
268
269
6- Caso de calderas. a) Rendimiento Los métodos ya indicados, para determinar el rendimiento de una caldera: a) Método directo. b) Método indirecto.
Siendo H1 = entalpía del vapor producido.
h1 = entalpía del agua de alimentación Q = Calor aportado por el combustible.
P. ejemplo, si la caldera produce 40 Tm/hora de vapor recalentado a 400ºC, y el agua de alimentación está a 140ºC. Por tanto, H1 = 768 Kcal/kg
h1 = 140 Kcal/kg El consumo de fuel-oil es de 2.750 Kg/hora y su P.C.I. = 9.800
b) Método indirecto También denominado de pérdidas separadas
Σ Pn suma de las diversas pérdidas de la caldera. Si en el ejemplo anterior la temperatura de los humos a la salida del calentador de aire tf = 140ºC y la entrada de aire ta = 21ºC, según la fórmula de Siegert, se obtiene el % de la pérdida del calor sensible de los humos secos:
Qcal/hora
h1) - (H1 x a vapor/horde Cantidad :es fórmula La a)
92% 100 x 9.800 x 2.750
140) - (768 . 40 ==
siendo ,9800 x 2750
Pn - 100
Σ=
270
Si estimamos las pérdidas por humedad de la caldera y del aire en un 1% y por inquemados un 2% y por radiación y conductividad de la chimenea en un 2,5% llegamos a la suma de pérdidas: Pn = 5,60 + 1 + 2 + 2,5 = 11,1%
b) Descripción Número y acoplamiento de calderas instaladas en uso y de reserva. Capacidad unitaria de producción de vapor. Combustibles utilizados: características, consumo anual, capacidad de
almacenamiento. Personal. c) Análisis de las calderas. c-1) Características de proyecto
Calderas 1 2 3 4
Observaciones
Fabricante............................................... Año de instalación................................... Tipo de circulación .................................. Economizador (m2 ) ................................ Vaporizador (m2)..................................... Sobrecalentador (m2 ) ............................. Recalentador (m2 ).................................. Calentador de aire (m2 )..........................
12% )(CO siendo 5,60% O 12
21 - 140 0,56 pérdidas %
oil-Fuel para 0,56 K siendo ,)SO (CO
ta- tf .K %
2
22
==+
=
=+
=
directo metodopor calculado del algo difiere que valor 89,9% 100
11,1 - 100 N ==
271
c-2) Condiciones de trabajo
Calderas 1 2 3 4
Observaciones
Producción nominal (tm/h) ...................... Presión de trabajo (Kg/cm2) .................... Temperatura del vapor (ºC) .................... Temperatura del agua de alimentación (ºC) Temperatura retorno condensador ......... Temperatura del aire de combustión (ºC) Temperatura humos salida chimenea (ºC) Exceso de aire (%).................................. Rendimiento de la caldera (%)................ Pérdidas por radiación (%) ..................... Pérdidas por inquemados (%)................. Pérdidas por humedad de gases (%)...... Calor latente en escorias (%).................. Potencia en servicios auxiliares a plena carga (Kw) .............................................. Horas de marcha al día (h) ..................... Horas de marcha al año (h) .................... Factor anual de carga (%) ......................
c-3) Combustible
Calderas 1 2 3 4
Observaciones
Naturaleza del combustible..................... Poder calorífico PCI (Kcal/Kg) Consumo:
Medio horario (Kg/h) ........... Anual (Tm) .........................
Quemadores principales: Fabricante ........................... Tipo ..................................... Regulación ..........................
Otras características ...............................
272
c-4) Aparatos de medida control y regulación Tipos de aparatos.
Caldera número Magnitud medida 1 2 3 4
Estado de conservación
Presión del vapor .................................... Caudal de vapor...................................... Temperatura del vapor............................ Nivel del calderín .................................... Caudal del fuel ........................................ Caudal de aire......................................... Temperatura de aire de combustión ....... Temperatura de humos:
Antes del economizador ........... Después del economizador ......
Contenido de CO2................................... Opacidad ................................................ Presión en el hogar................................. Temperatura del agua de entrada en el economizador ......................................... Otros .......................................................
(x)
(x)
(x)
(x)
(x) I = Indicador, C = Contador, R = Registrador RC = Regulador – Controlador d) Ensayos efectuados en las revisiones de Mto. Energético y resultados
sobres las condiciones materiales.
1
2
3
4
Observaciones Producción horaria (tm) .......................... Consumo específico (Kg – combustible/ Kg vapor) ................................................ Rendimiento (%) ..................................... Exceso de aire (%).................................. Opacidad (%).......................................... Oxígeno en los humos de cada chimenea (%) .......................................................... Pérdidas separadas ................................ Estanqueidad de la albañilería................ Calorifugado............................................ Almacenamiento combustible ................. Aparatos de regulación y control............. Purgadores ............................................. Válvulas ..................................................
273
e) Mejoras y modificaciones posibles. Mejoras de las condiciones de operación. Puesta a punto (tales como: control del exceso de aire, ajuste de los
quemadores, etc.). Mantenimiento Preventivo de purgadores. Reparaciones menores (tales como: limpieza de hogar, conductos, etc). Reparaciones importantes (tales como: cambio de tubos, etc.). Substitución de equipos (tales como: quemadores, soplantes, etc). Posibles cambios en el ciclo productivo. Replanteamientos fundamentales. 3.9.15 MANTENIMIENTO ENERGÉTICO DE PURGADORES 1 - Introducción Un pequeño purgador que permanezca abierto, o cuyo obturador no asiente debidamente, produce unas pérdidas en un circuito de vapor a 7 Kg/cm2 de una tep en menos de un mes. Normalmente se utilizan los siguientes tipos de purgadores de vapor: Termostático. Termodinámico. Cubetas invertidas Bimetálico. En muchas plantas coexisten múltiples marcas y tipos de purgadores, que complican el control que sobre ellos debe hacer el equipo de Mto. Para llevar a cabo un buen trabajo de Mto. Energético, es menester actuar sobre dos puntos claves: 1) Elección de los purgadores. 2) Mto. Preventivo de los mismos. 2 - Elección de purgadores de vapor En un ensayo reciente, realizado en Explosivos Río Tinto, de la Refinería de la Rábida y refrendada posteriormente por el grupo petroquímico Calatrava, S.A., se obtuvieron los siguientes datos de los cuatro tipos de purgadores, partiendo del pozo de goteo situado en un colector de vapor a 3,5 bar y variando la contrapresión del purgador por medio de un manoreductor de aire comprimido.
274
a) El rendimiento energético o evitación de paso de vapor vivo a través del
purgador clasifica de mayor a menor: 1) Bimetálico 2) Cubeta invertida 3) Termostático 4) Termodinámico b) Rendimiento térmico o nivel térmico que permite alcanzar aguas arriba del
purgador al variar la contrapresión. 1) Bimetálico 2) Cubeta invertida 3) Termostático 4) Termodinámico Como lógico corolario deducimos, que el purqador bimetálico es superior al resto desde el punto de vista energético. En el mercado del purgador ha aparecido un tipo, que se denomina Térmico-Termodinámico bimetálico, que posee un buen rendimiento energético y térmico. 3 - Pérdidas energéticas en un purgador.: Son de dos tipos: 1) Directas 2) Indirectas Las directas son debidas al paso directo de vapor vivo-pérdidas de vapor. Las indirectas debidas al intercambio térmico de calor del purgador con el exterior. Dependen del tamaño del purgador (superficie), de la temperatura de descarga del mismo, y de la fase - vapor condensado - en su interior. Ensayos realizados en una caldera de 10,5 bar con los dos tipos de purgadores más usados: termodinámico de discos y térmico-termodinámico bimetálico, arrojaron los siguientes resultados: Pérdidas totales: Termodinámico 4,04 Kg/hora Bimetálico 2,56 Kg/hora Diferencia 1,48 Kg/hora Si el coste de producción de vapor es de 7,21,-€/Tm. el ahorro puede ser de unos 93,50_,-€/año
275
4 - El Mantenimiento y su justificación Muchos Jefes de Mto. no dan importancia al Mto. de los purgadores. Es debido a que se estima erróneamente el funcionamiento de los mismos. Si descargan regularmente condensado admiten que están cumpliendo su misión, sin parar mientes en si descarga mucho o poco, si es vapor vivo o de expansión, si la temperatura de descarga es adecuada o es alta. En definitiva, si el rendimiento es alto o bajo. Un purgador, sea del tipo que fuere, al cabo de 2 años sin Mto. pierde entre 2 y 10 Kg/hora. Si con un buen Mto. reduzco esa media de 6 Kg/hora a 3 p. ejemplo, el ahorro económico puede ser de gran alcance. 5 - El mantenimiento Preventivo Energético La experiencia recomienda establecer las siguientes frecuencias de revisión: SEMESTRAL, en Marcha y Parado y ANUAL en Desmontado. Un ejemplar de Norma de Mto. Preventivo Energético de un purgador térmico-Termodinámico-Bimetal es la siguiente:
276
EMPRESA, S.A.
NORMA DE MTO. PREVENTIVO ENERGETICO
Nº ………….. Módulo: Purgador Térmico – Termodinámico – Bimetálico, Vapor
E
T
M
Medir temperatura aguas arriba (Ta) y aguas abajo (Tb). Si Ta ≥ Tb y Ta corresponde a la presión – pasa vapor vivo Si Ta > Tb y Ta es inferior a la de presión – inundación de condensado y no llega vapor. Presión Temperatura (Kg. cm2)
1 ...............................101 – 114º C 3.............................. 114 - 137 8.............................. 147 - 166 9,5........................... 151 – 171 32............................ 199 - 225
Medir caudal y presión de trabajo y comparar con diagrama Comprobar: Fugas a la atmósfera – condensado vapor en conexión tapas
o válvulas Ruidos de clapeteo o incorrectos
Limpiar exteriormente Limpiar filtro interior
10´
20´
15´
P
Comprobar desgaste obturador y asiento válvula Limpieza interna regulador y válvula Verificar fugas internas de vapor Comprobar estado cubeta recogida condensado Ajustar regulador Verificar correcta posición regulador
20´ 10´ 5´ 10´ 15´ 10´
D
Renovar juntas Comprobar montaje Revisar punto de purga Pintar Cambiar purgador y si procediera cambiar el tipo de purgador
100´
277
6 - Resultados económicos El balance económico de la implantación del Mto. Energético de purgadores, en una planta con 460 instalados, es el siguiente: Pérdidas eliminadas o consumo no medido: Precio del vapor: Tiempo medio estimado de revisiones en marcha y parado: Coste mano de obra: Ahorros: 2,5 x 24 x 360 x 6,01 = Gastos: Mano de obra 2 x 460 x 9,02 = Materiales =
2,5 Tm/hora
6,01 €/Tm.
2 horas/hombre
9,02 €/hora
129.816,- €.
8.298,40 5.769,72 14.068,12
Beneficios netos: 129.816 – 14.068,12 = 115.747,88 €. desde el 1 de Enero de 1.996 al 31 de Diciembre de 1.996. 3.9.16 MTO PREVENTIVO DE INTERCAMBIADORES DE VAPOR El intercambiador de vapor es uno de los equipos más abandonado por los servicios de Mto. La razón estriba en que es muy estático, y no da demasiada "guerra". Pero su influencia energética es notable y sufre un envejecimiento paulatino que Mantenimiento debe controlar. El mejor rendimiento de un intercambiador se logra cuando: Se utiliza vapor a la presión mas BAJA compatible con la temperatura
impuesta por las características de intercambio o del tratamiento. Las razones son las siguientes:
La cantidad de calor latente del vapor disminuye cuando la presión
aumenta.
278
El coste del vapor crece con su temperatura y por tanto con su presión. Por ello conviene utilizar la presión más BAJA posible.
El programa de Mto. Preventivo idóneo es el siguiente:
Módulo
Norma
Frecuencia
Posición
Intercambiador de vapor
Comprobar temperatura y presión de entrada. Comprobar temperatura y presión salida. Observar corrosión incrusta- ciones tubos Hacer limpieza forzosa de las superficies Visitar los accesorios. Verificar y regular el funcio- namiento de aparatos de control y seguridad. Hacer prueba hidráulica de estanqueidad a sobrecarga reducida
d d a a a a a
M
M
P
P
P
P
P
En el caso de observación de incrustaciones conviene hacer un desincrustado químico con una solución de agua + 8% de ácido clorhídrico durante 4 horas con enjuague y pasivación eventual. Lo ideal es eliminar el tratamiento de desincrustación por medio del tratamiento previo del agua (depuración, desmineralización, descalcificación, etc...). Se conoce que entre el vapor y la superficie de intercambio puede haber una película de agua, otra de aire y lodos diversos (aceite, grasa, sedimentos). Estas capas ofrecen una resistencia al intercambio de calor del siguiente valor:
60 veces peor conductora que el acero agua
600 veces peor conductora que el cobre
1500 veces peor conductor que el acero aire
13.000 peor conductor que el cobre Equivale a decir que una capa de 0,02 mm. de aire corresponde a un espesor de acero de 30 mm.
279
3.9.17 MANTENIMIENTO ENERGÉTICO DE COMPRESORES DE AIRE Y DE SU DISTRIBUCIÓN
Conceptos generales En todo circuito de aire comprimido la temperatura y la velocidad limitan la compresión. La elevación de temperatura que experimentan los circuitos de aire comprimido limita la presión de trabajo a un valor comprendido en 6 y 7 Kg/cm2
Asimismo, la velocidad se limita a un máximo de 8 m/seg. El C.E.T.O.P. (Comité Europeo de las Transmisiones Oleohidraúlicas y Neumáticas) propone como condiciones normales del aire: temperatura 20ºC, presión 1,013 bar y humedad relativa 65%. La función del compresor es absorber el aire atmosférico y comprimirlo a una presión más elevada, para luego enviarlo a un depósito de almacenamiento que irá suministrando el aire de forma continua y homogénea. En todo circuito de aire comprimido se deben considerar los efectos perjudiciales que originan en el proceso las impurezas contenidas en el aire tales como son el agua, la suciedad y el polvo ... La humedad en el aire comprimido es perjudicial para los componentes neumáticos ya que pueden originar: a) Excesivo desgaste del equipo neumático debido a que la humedad arrastra
el aceite lubricante. b) Oxidación e incrustaciones en los aparatos y tuberías. Las juntas de estanqueidad sufren enormemente con las impurezas sólidas. Es por tanto interesante acondicionar el aire según las tres etapas. 1ª) Tratamiento del aire a la salida del compresor: refrigerador posterior con
aire o agua y secado. 2ª) Tratamiento del aire en las redes de distribución: secado por pastillas
desecantes, filtros separadores cerámicas, filtros separadores centrífugos. 3ª) Tratamiento del aire en los puestos de utilización: colocación de filtros,
reguladores de presión, lubrificadores. La demanda de aire comprimido No se debe sobredimensionar excesivamente el compresor. La función de la distribución de la demanda en la planta y del tipo de demanda: esporádica, continuada o periódica, puede ser más interesante disponer de un compresor central o varios repartidos.
280
Como norma general, a mayor capacidad del compresor mayor rendimiento. Sin embargo varios compresores más pequeños aumentan la flexibilidad en el caso de demandas intermitentes. Lo importante es la previsión de demandas pico y futuras expansiones y determinar una capacidad extra en el compresor que no resulte antieconómica. Normalmente un 25% por encima de la demanda teórica se considera aceptable. Pudiera ocurrir que si la actual red trabaja cerca de los límites permitidos de pérdidas de carga, resultará conveniente instalar otra para la nueva demanda. Es menester no olvidar que la eficacia del sistema de aire comprimido depende en gran parte de las conducciones y de la pérdida de carga que en ellas se produce. El gasto de instalación se paga de una sola vez y por todas, pero el gasto de combustible por un sub-dimensionado será continuo y además creciente. Si fuera posible '”es obligatorio" reducir la presión en la red sin que por ello se afecte a la presión de trabajo de los equipos neumáticos. Esto reduciría el consumo de energía del compresor. También debe considerarse la posibilidad de recuperar el calor generado en la compresión, el cual puede utilizarse para disminuir la demanda de calefacción o, si fuera importante, para precalentar el agua de alimentación de la caldera. Cuando se enfría el compresor con agua, se alcanza un elevado rendimiento en la recuperación de calor. Ejemplos prácticos. 1º) En una fábrica se cambiaron sus compresores viejos por unos nuevos de
tornillo refrigerados por 2.000 l/h de agua desionizada con resinas intercambiadoras. El agua de refrigeración se utilizó para alimentar total o parcialmente la caldera (según fuera verano o invierno).
El agua entraba a los compresores a 202ºC y salía de los mismos a 80ºC y se almacenaba en un depósito. ¿Cuanto se ahorró energéticamente hablando? Horas de funcionamiento al año = 8.000. Calor recuperable: 2000 l/h x 1 Kcal/kg (80-20)ºC = 120 .103 Kcal/h. Si se considera un 2% de pérdidas en las conducciones, tendremos:
281
Ahorro combustible: 98.000 x 0,24 €/Kg. = 23.520 €/año Ahorro agua: 12,02 €/h x 8.000 h/año x 0,0001803 €/1 = 2.884,86 €/año
TOTAL 26.404,86 €/año
2º) Veamos ahora el ahorro logrado eliminando fugas de aire comprimido.
Una empresa decidió minimizar fugas de aire por medio de un programa de Mantenimiento Preventivo. En principio estas fugas se evaluaron en un 35% del caudal del compresor. El caudal de aire libre del compresor era de 26 Nm3/min. suministrándolos a una presión de 7 Kg/cm2 y su potencia de 134 Kw. Al cabo de dos meses se consiguieron reducir las fugas en un 15%. La instalación funciona 7.000 h/año.
Energía economizada:
En pesetas: 187.824 x 0,051 €/Kwh = 9.595,1768 €/año
fuel de Kg/año 98.000 oil - fuel Kcal/Kg 9.600
10 . 9.408 año ecombustibl Ahorro
Kcal/año 10 . 9.408 h. 8.000 x h
Kcal 10 . 117,6 anualCalor
Kcal/hora 10 . 117,6 120.10 100
2 - 10.120
5
53
333
==
==
=
3
33
m N
Kw 0,086
min. 60 x 26
Kw 134 :compresor elpor consumida Potencia
/minm 5,2 100
15 - 35/min x m 26 :eliminadas Fugas
=
=
Kwh/año 187.824 h. 7.000 x m N
Kw 086 x min. 60 x
min.
m 5,2
3
3
=
282
Mantenimiento Energético Para obtener un buen rendimiento energético de un equipo de aire comprimido, es menester operar sobre 8 aspectos de estas instalaciones: 1) Utilizar correctamente la instalación Tres consejos: El aire de admisión debe estar a la más baja temperatura posible. Un
aumento de 5ºC en la temperatura de admisión implica un sobre consumo del 1%.
Utilizar depósitos de aire voluminosos (de 100 a 150 litros por 1 m3/minuto
del compresor) Reducir las incrustaciones en los circuitos de refrigeración. 2) Poner en práctica el siguiente plan de Mto. Preventivo:
Módulo
Norma
Frecuencia
Estado
Válvulas
V - 1
3 meses
P
Rejillas y filtros de admisión
Limpieza (hay una pérdida de rendimiento del 2% por cada 250 mm. de columna de H2O de incremento de presión) de rejillas de admisión
1 semana
M
Correas
C-1 (comprobar tensión y des- gaste). Pérdida de rendimiento por deslizamiento
1 mes
P
Circuito de refrigeración por agua
Comprobar aumento de la tem- peratura del aire. Comprobar incrustaciones
Semanal Anual
M
P Circuito de aire
Purgar Verificar funcionamiento purga- dores
Diario
M
Compresor completo
C-12 revisión general
Anual
D
Engrase
Verificación calidad aceite Vaciado aceite
1 mes 6 meses
P P
3) Vigilar los sistemas de secado de aire El agua llevada por el aire provoca fenómenos de oxidación, pérdidas de carga, pérdida de rendimiento así como deterioros de red que son causas de fugas. Los Jefes de Mto. prestan más atención al compresor que a los secadores y depuradores de aire.
283
He aquí algunos consejos de Mto. Preventivo aplicables a un secador.
Norma
Frecuencia
Estado
Purgar los secadores Purgar los depósitos Verificar marcha purgadores Revisar y limpiar purgadores y filtros Remplazar productos separadores de aceite y desecadores Revisión general
Diaria Diaria Diaria 3 meses 3 meses Anual
M M M P P
P o D
En el proceso de eliminación de agua del circuito, existen tres eliminadores de agua condensada, que porcentualmente recogen las siguientes cantidades: Cajas de condensación ......................................50% Purgas del depósito............................................12% Secadores ..........................................................31% El 7% restante se va con el aire de servicio. Con un buen Mto. se puede lograr este rendimiento de secado (máximo 7% de humedad en el aire de Servicio) 4) Evitar las fugas de aire Las fugas de aire cuestan muy caras. Para una red de 7 Kg/cm2 y 6.000 horas de marcha al año:
Fuga Diámetro
mm. Superficie
mm2
Pérdida en litros/m.
Potencia necesaria para comprimir el aire perdido (Kw)
Consumo anual
Kw - h
Coste anual a 0,066 €/Kwh.
€.
0,8 1,5 3,- 6,-
0,5
1,75 7,-
28,-
12 186 660 2.570
0,1 1,- 3,5 15,-
600 6.000 15.000 90.000
39,67 396,67 991,67 5.950,02
Para conocer la cantidad GLOBAL de aire perdido hay un método que consiste en: Cerrar las tomas de aire de los receptores, y poner el compresor en marcha hasta alcanzar la presión máxima. Se toma el tiempo t en que a partir de ese momento desciende la presión hasta que el compresor comienza de nuevo a funcionar cuando se alcanza nuevamente la presión, se toma el tiempo de carga T Si T = tiempo de carga en minutos.
t = tiempo de descarga en minutos. Q = caudal del compresor en m3 /minuto. F = fugas totales en m3 /minuto.
284
En una red bien mantenida, las fugas no debieran sobrepasar el 5% del caudal. 5) Reducir las pérdidas de carga Una pérdida de presión de 0,5 bar en una red de 7 bar implica un exceso de consumo de energía del orden del 3%. Caídas de presión de 0,7 bar y de 2,1 bar en la admisión de un utillaje reducen su potencia en 14% y 55% respectivamente. El Jefe de Mto. debe intentar que nunca en el depósito de aire y en su derivaciones haya una variación de más de 0,5 bar. La velocidad del aire debe venir limitada a un máximo de 36 m/min en las canalizaciones principales, evitando utilizar codos de radio pequeño. Las herramientas y equipos neumáticos están diseñados para obtener un máximo rendimiento a una presión de trabajo entre 6 y 7 Kg/cm2. Suministrarle una presión mayor tiene como consecuencia reducir la vida útil del equipo y si por el contrario les llega menos presión, su rendimiento se ve drásticamente reducido. Las pérdidas de carga se producen en los accesorios de las tuberías tales como codos, válvulas, reducciones, etc. Una parte importante de los mismos aparece en el puesto de trabajo, por ejemplo, en la manguera que al ser de diámetro menor aumenta la velocidad del aire y por tanto la fricción en las conexiones de las herramientas y equipos de la red. Se debe comprobar si las mangueras son de las dimensiones realmente necesarias tanto en longitud como diámetro y si sus conexiones son las más adecuadas. 6) Aumentar las secciones Un aumento de diámetro del orden del 10% no implica más que un incremento de peso y de coste de 10 a 20% según se mantenga el espesor o se aumento el mismo. A la vez, la sección de paso se incremento en un 21% y la pérdida de carga, inversamente proporcional al cuadrado de la sección, disminuye un 32% 7) Bajar la presión al mínimo suficiente Se trata de, partiendo de una red de 7 kg/cm2, reducir la presión aumentando el caudal de aire. Se consigue con un reductor de presión, y se llega a conseguir economías del 24%.
/minutom t T
T x Q F 3
+=
285
Reducción de potencia
Compresor 7 bar
6,3 bar
5,6 bar
De 1 etapa 2 etapas con refrigeración agua 2 etapas y refrigeración por aire
Consumos
iniciales
-4,- % -4,- % -2,6%
-11,- % -11,- % - 6,- %
En una planta, el aire comprimido a 7 kg/cm2 alimentaba durante 24 horas a todos los talleres de la misma, sin afán de responder a necesidades reales. La presión se ha reducido a 4 bars, que es el mínimo admisible para asegurar la explotación continuada de las bombas de pintura que mezclan la pintura metálica durante los fines de semana, y los períodos de reducción de actividad. Esta simple medida ha reducido el consumo de energía de 2.200.000 Kwh a 1.750.000 kw, que supone un ahorro de 450.000 kwh y por tanto de
29.750,10,-€. 8) Recuperar el calor de compresión Recordaremos que los 2/3 de la energía consumida por un compresor de aire se transforman en calor. Por ejemplo, un compresor de 2,8 m3 a 7 bars (28 kw) puede desprender más de 19 kw para calentar un local de más de 300 m3. El calor del agua o del aire de refrigeración ofrece muchas posibilidades de utilizarse en calefacción. 3.9.18 MTO. ENERGÉTICO DE EDIFICIOS. La energía que se utiliza en crear ambiente de trabajo en edificios comerciales, industriales o residencias es consumida fundamentalmente en: a) Equipos de generación, como son quemadores de gas, fuel-oil, gasóleo, etc
... o que consumen electricidad. b) Distribución, como son motores, bombas y conducciones. c) Ventanas, paredes, tejado, es decir, la estructura de edificios. d) Ascensores y montacargas. Vamos ahora a analizar los problemas concernientes al aislamiento, infiltraciones de aire, ventilación e insolación que afectan a la demanda de calor o frío de un edificio.
286
Es muy importante analizar la capacidad de conservar el aire caliente en invierno y el aire frío en verano dentro del edificio. De varias formas se puede luchar contra las fugas de energía del edificio. Las pérdidas de calor por los cerramientos son proporcionales a la superficie S, a la variación de temperatura (Ta-Te) entre el interior y exterior del edificio y al coeficiente K de transmisión térmica del cerramiento. Otro aspecto importante es el de las INFILTRACIONES de aire. El siguiente cuadro nos da las pérdidas de energía por día y m3 que tiene lugar en un edificio por causa de las infiltraciones de aire exterior. Si multiplicamos el valor de la última columna por el nº de días y el volumen de la habitación o nave industrial, o la inversa en verano, alcanzamos una idea del ahorro de energía que supone bloquear el paso de aire por las ranuras de las puertas y ventanas y el enmasillado de grietas.
INFILTRACION DEL AIRE EXTERIOR
Local o tipo de paredes
Nº de paredes de la habitación con
ventana
Cambios de aire por
hora
Kcal/día m3
Oficinas, apartamentos, edificios de varios pisos Vestíbulos y recibidores Edificios industriales Casas, todas las habitaciones me- nos vestíbulos Edificios públicos
0 1 2 3 4
cualquiera “ “ “
0,5
0,75 1,5 2 2
3 2 – 3
1 – 1,5 1,5 - 3
36,5 54,8 109,6 146,1 146,1 219,1
146,1 – 219,1
73,0 – 109,6 109,6 – 219,1
Un factor que determina la infiltración es la velocidad del viento. También le favorecen: El efecto de chimenea del aire caliente, el cual sube a los pisos superiores. La succión que hacen los sistemas o ventiladores de extracción. Los vidrios rotos. Puertas abiertas de las plataformas de carga y descarga de las fábricas.
Conviene utilizar cortinas de plástico alrededor de la plataforma. Otro capítulo importante es el de la VENTILACION Además de diluir el dióxido de carbono producido por la respiración, la ventilación elimina los olores, humos y residuos sólidos en suspensión y que pueden resultar nocivos o molestos.
287
Se necesita una cantidad mínima de renovación de aire para que la calidad del mismo no disminuya por debajo de ciertos límites, pero no debe ser excesiva para evitar el encarecimiento del propio acondicionamiento. El tratamiento del aire exterior de ventilación es CARO. Por ello es aconsejable usar la cantidad de ventilación mínima dada por la experiencia y eliminar los inconvenientes del aire por otros medios como filtros, ciclones, etc., y comparar los costes con el acondicionamiento de aire exterior. En el siguiente cuadro pueden observarse los cambios de aire por hora necesarios en varios edificios.
VOLUMEN DE VENTILACION PARA VARIOS EDIFICIOS
Tipo de edificio
Nº
Tipo de edificio
Nº
Comercial
Garajes Oficinas Comedores Cocinas Almacenes
Residencias
Lavabos, cuartos de baño Cocinas, sala estar Dormitorios
6 1,5 4 4 6
1 1 0
Hospital
Comedores Cuartos de baño
Lugares públicos
Auditorios, iglesias y bailes Laboratorios Cocinas
Salas de Máquinas y calderas
6 7,5
4 6
15
3
n Mínimo número de cambios de aire/hora. La fórmula Q = 0,29 x n x Vx (Ta - Te) nos da la cantidad de calor necesaria para llevar a cabo la ventilación, siendo: Q = energía precisa para el cambio de temperatura a aplicar en la ventilación
(Kcal/horas). n = nº de cambios de aire por hora del cuadro anterior. V = volumen del local en m3. Ta= temperatura interior del local (ºC). Te= temperatura exterior (ºC) En vez del cuadro anterior se puede hacer uso de la fijación de una cantidad de m3/hora por PERSONA. En oficinas y plantas industriales en que no se manejan productos tóxicos se puede estimar en 9 m3/hora persona. En los servicios y salas de reuniones puede oscilar entre 15 y 25 m3/hora persona.
288
En el caso de bajas temperaturas exteriores puede reducirse algo la ventilación según el siguiente cuadro:
Temperatura exterior ºC
Volumen en m3/hora persona
+ 0,26 0 – 26
- 5 - 10 - 15
Oficinas
7 9
7,5 6,4 5,5
Salas de reuniones
15 20
15,7 12,5 10,2
Como conclusión, conviene medir el caudal de ventilación de las tomas exteriores de aire, y si éste es superior al mínimo requerido para tener un ambiente sano y seguro, reducirlo a este límite. Cuando el edificio esté vacío es de sentido común desconectar los servicios de ventilación. Otra posibilidad que influirá notablemente en la carga de la calefacción o climatización es la INSOLACION. Aquí intervienen múltiples variables siendo las más destacadas las condiciones del clima y su latitud. De este modo, en invierno el calor solar aumentará la temperatura de las paredes y del tejado reduciendo las pérdidas de conducción a través de las mismas. También nos interesa que el sol penetre por las superficies de cristal aumentando la temperatura del interior del edificio. Ello supondrá una reducción del consumo de combustible de calefacción. Hay que tener presente, por otra parte, que la conductividad de las superficies acristaladas es más elevada que la de los muros donde están colocadas, por lo que las pérdidas por las ventanas también serán superiores. Una ventana de vidrio dejará pasar 4,7Kcal/m2. h. ºC y si el vidrio es doble 2,7 Kcal/m2. h. ºC. En cambio un muro de ladrillo macizo y hueco con cámara de aire deja pasar 1,5 Kcal/m2. h. ºC, pudiendo reducirse con aislante a 0,3 Kcal/m2. h. ºC. Por el contrario, en verano esta aportación solar constituirá una carga adicional para la climatización o refrigeración, sobre todo en los tejados más que en las ventanas. Para reducir el paso de calor por los tejados se pueden aplicar varias medidas tales como el aumento del grado de reflexión o el aislamiento de los mismos. El agua se puede usar como aislante, si bien entraña cierto riesgo de infiltraciones y encharcamientos. Se pueden usar aspersores de agua. En el caso de techos altos se presenta el fenómeno de la formación de una ESTRATIFICACION de calor, es decir la aparición de un gradiente de temperatura entre el suelo y el techo.
289
El aire caliente que sube al techo de la planta permanece allí formando una capa o estrato fuente, a su vez, de calor inutilizada, y que no mejora el confort de los empleados. El resultado de ello es el mantenimiento de un punto de consigna de la temperatura más elevada, y por ende un consumo energético superior necesario para calentar los niveles bajos. La instalación de ventiladores en edificios bien aislados traerá como consecuencia bajar ese calor hacia el suelo consiguiendo reducir gradientes de 10ºC a 2ºC con el consiguiente ahorro de energía. CALEFACCION Los factores que más influyen en la carga de calefacción son: a) HUMIDIFICACION Para obtener un ambiente confortable es menester de un 20 a un 40% de humedad relativa. Como además la vaporización de 1 Kg. de agua consume 586 Kcal, conviene un nivel de humidificación comprendido entre el 20 y el 30%. El proceso de humidificación supone un alto coste y por ello sólo se llevará a cabo cuando sea absolutamente necesario permitiendo que la humedad suba de forma natural y apoyándolo durante los períodos de desocupación del edificio. Se puede empíricamente conocer el límite mínimo de humidificación que será cuando aparezcan sacudidas de electricidad estática, que hacen su aparición al tocar partes metálicas. b) RADIACION En invierno el lado interior de las paredes exteriores del edificio está a una temperatura más baja que las del resto de la habitación. El mismo problema se presentará en las ventanas. Por este motivo las personas que se encuentran cerca de las superficies más frías irradiarán parte de su energía a las mismas experimentando una desagradable sensación de frío, pese a que la temperatura interior sea elevada. Entonces tratarán de subir la temperatura de consigna con el consiguiente derroche energético. Para obviar este problema es conveniente que las personas que trabajen cerca de estas superficies vayan vestidas más en consonancia con la estación. Ello puede permitir la disminución de la temperatura de calefacción en 3ºC sin influir en el confort.
290
c) ALTERNATIVAS Conviene antes de instalar la calefacción estudiar las posibles alternativas de la misma: Si hay que calentar puntos muy localizados dentro de un área, podría ser
interesante la calefacción infrarroja. Si se desea una temperatura homogénea, sin corrientes de aire, con
rendimiento alto, puede interesar la calefacción a través del pavimento. Se consigue con placas o folios eléctricos.
También es interesante instalar convectores con acumulación nocturna de calor, sujeto el costo a las tarifas nocturnas (un 43% más barato) d) LA CARGA DEL EDIFICIO Además de los factores vistos, influye enormemente en la demanda de energía del edificio la diferencia de temperaturas existentes entre el exterior y el interior. Esta última podemos controlarla. La sensación de bienestar es algo subjetivo y es muy difícil que todos los ocupantes de una sala asientan sobre el nivel de confort mas propicio. Es obvio entonces que debemos fijar unas temperaturas de funcionamiento para períodos ocupados y desocupados del edificio.
TEMPERATURAS INTERIORES DE LOCALES ºC
Local
Ocupado
Desocupado
1. Edificios comerciales y públicos:
Locales de negocio, oficinas, pensiones, habi- taciones de hotel y tiendas. Vestíbulos, cajas de escalera, cuartos de baño
2. Viviendas: Cuartos de estar, dormitorios, cocinas Antesalas, vestíbulos, cuartos de baño Cajas de escalera Cuartos de baño
3. Escuelas:
Salas de clase y administración Guardarropía, gimnasios Cuartos de baño, vestuarios
4. General:
Garajes y plataformas de carga
+ 20 + 15
+ 20 + 15 + 10 + 22
+ 20 + 15 + 20
no
+ 13 + 10
+ 13 + 10 + 10 + 13
+ 13 + 10 + 13
calentar
En este cuadro se sugieren unas temperaturas interiores de funcionamiento. Por el simple hecho de respetarlas es posible alcanzar notables ahorros energéticos.
291
Para determinar las posibles economías que pueden lograrse se utiliza la siguiente fórmula:
Q = cantidad de energía ahorrada en % de la originalmente consumida. Ta= temperatura interior original en ºC. Te= temperatura exterior en ºC ∆T= descenso de temperatura que se va a aplicar. Por ejemplo: en una sala de oficinas se mantiene una temperatura de 22ºC. Se desea fijar ésta en 20ºC. La temperatura exterior es de 10ºC:
Esta misma fórmula se utiliza para el cálculo del calor desperdiciado por los termostatos mal calibrados o por temperaturas de consigna mal ajustadas. En estos casos: ∆T = grados de error Ta = temperatura interior que debiera fijarse. El ahorro que se consigue durante los períodos de desocupación del edificio (noches, fines de semana, cierre) es mayor que el de los de ocupación, y depende del aislamiento, masa del edificio, sistema de calefacción y clima. Estos mismos factores condicionan el tiempo de puesta en marcha para recabar los niveles adecuados de confort para el período de ocupación. Este ahorro de energía viene producido por 3 causas: Disminución de las pérdidas de calor a través de la estructura. Uso menor de los ventiladores (menor potencia consumida). Menor cantidad de ventilación que debe ser tratada. e) AGUA CALIENTE No es demasiado importante el consumo energético por este concepto pero es muy fácil reducirlo. En primer lugar se puede disminuir la cantidad y temperatura de suministro. En edificios comerciales y pisos domésticos la cantidad de agua debería mantenerse por debajo de 10 litros por persona y día.
donde 100, x Te - Ta
T Q
∆=
16,6% 100 x 10 - 22
20 - 22 Q ==
292
Medidas a tomar podrían ser: a) Arreglar los grifos que goteen. Una gota de agua por segundo equivale a
2.500 litros de agua al año o un desperdicio de 12 m3 de gas natural. b) Usar grifos de aspersión que gastan 1 litro por minuto en lugar de 10 litros
por minuto. c) Grifos de agua caliente que se cierren solos tras determinado tiempo de
marcha. Normalmente se calienta el agua a 65ºC, temperatura bastante alta para su consumo. Se podría reducir a 50-55ºC. Para el lavamanos puede usarse una temperatura de 35-40ºC. Para conseguir agua caliente se aplica correctamente la bomba de calor y la energía solar, así como la recuperación de calor residual de luminarias o equipos de compresores. En aquellos casos en que se utilice una caldera única para calefacción y agua caliente, es conveniente disponer de un calentador de agua para los meses de verano y otoño con objeto de no verse obligados a utilizar la caldera para el calentamiento de agua. Incurriríamos en el uso de la caldera en condiciones desventajosas por cuanto su ineficacia a baja carga supondría un consumo excesivo de energía. Conviene que el agua se caliente durante la noche (443% de reducción tarifa eléctrica). f) CLIMATIZACION Consiste en reducir el contenido calorífico del aire, el cual es medido por medio de la temperatura de bulbo seco (TBS) y temperatura de bulbo húmedo (TBH). El equipo de aire acondicionado debe proporcionar la energía precisa para disminuir el calor sensible medido por TBS y el calor latente de la humedad habida en el aire, parámetro dado por la TBH. En un diagrama psicométrico fijando TBS y TBH se obtiene la humedad relativa del aire. Del mismo modo que en calefacción, si deseamos reducir la demanda en climatización, un recurso que emplearemos es la reducción de la diferencia de temperaturas entre el interior y exterior. Es decir, se deben mantener temperaturas interiores lo más elevadas posible. También la humedad más alta que permite el confort. Es menester por otra parte tener presente las ganancias de calor de orden interno y externo: a) Ganancias de calor interno. Los motores, máquinas, cocinas, iluminación y las personas aportan calor y por lo cual debe ser reducido al mínimo su carga de calor.
293
La iluminación constituye una importante carga adicional. Su racionalización y estudio influirá en los dos campos de ahorro: Energía de iluminación y de climatización. b) Ganancias de calor externo. Las aporta fundamentalmente la INSOLACION. Se puede reducir recurriendo a: Accesorios que proyecten sombra en el exterior del edificio. Pintar de blanco o colores claros las superficies exteriores para mejorar la
reflexión del calor y conseguir que estas alcancen una temperatura inferior. Para valorar las mejoras introducidas en el sistema de aire acondicionado con la instalación de diversos accesorios y vidrios especiales puede usarse la siguiente fórmula junto a la tabla Q = (K x S x T) + (S x I x FS. x FA ), siendo Q = ganancia total de calor externo a través de las ventanas en Kcal/h. K = coeficiente de transmisión de calor de los huecos acristalados según
datos de la tabla en Kcal/m2 h ºC. Oscila de 2,8 a 5 S = Superficie del hueco acristalado en m2. T= Diferencia de temperatura TBS entre el interior y exterior del edificio. I = Intensidad de radiación directa, que viene dada por la fórmula:
I = 5,8 L + 112 en Kcal/h. m2. L = Latitud Norte donde se encuentra el edificio en grados. FS = Factor de protección solar según vidrio utilizado. FA= Factor de protección solar según accesorio usado. Para estimar la ganancia en climatización se puede utilizar la fórmula:
Siendo C.R. = coeficiente de rendimiento Mecánico-térmico.
año al entofuncionami horas x
(C.R.)x Kwh
Kcal860
ahorrado Q or/añoeconomizadh K w =
294
FACTOR DE PROTECCION SOLAR DE VIDRIO Y ACCESORIOS
Espesor en mm. Factor protección
solar
VIDRIO Sencillo
Incoloro Incoloro Oscuro (verde, gris, bronce) Reflectante
Doble Incoloro Oscuro + incoloro Reflectante
ACCESORIOS:
Persiana exterior móvil Persiana interior enrollable cerrada Persiana interior enrollable semicerrada Persiana veneciana color claro cerrada Persiana orientable en aluminio Rejillas de microcelosías fijas: 7 m.c../cm. 10 m.c./cm. película reflectora en interior del vidrio
3 6 6 -
6 + 6 6 + 6
- - - - - - - - -
0,9 0,85 0,64
0,38 – 0,6
0,73 0,51
0,25 – 0,55
0,25 0,4 – 0,8 0,7 – 0,9
0,53 0,35
0,30 0,20 0,25
Para reducir la demanda manteniendo el confort se recomienda respetar las temperaturas y humedades relativas del siguiente cuadro:
TEMPERATURAS Y HUMEDADES INTERIORES PARA CLIMATIZACIÓN
TBS º C H R % mínimo
Oficina, supermercados ................................................... Salas de computadoras ................................................... Servicios, tiendas............................................................. Pasillos, garajes, lugares poco transitados......................
26 24 27
no enfriar
55 según necesidad
55 no controlar
Otro importante cuadro puede ayudar a la estimación de las economías realizadas subiendo la temperatura de consigna del termostato para las condiciones dadas de H.R. Energía ahorrada en Climatización (Kcal/h por cada 100 m3/min. aire) en función de TBS y HR.
T de TBS H.R. 50%
H.R. 60%
H.R. 70%
22 – 23 ºC 23 – 24 ºC 24 – 25 ºC 25 – 26 ºC
4.770 4.800 4.800 4.800
3.875 4.120 4.120 4.120
5.010 4.800 5.155 5.440
295
Así por ejemplo: si a un 60% de H.R. subimos la temperatura de 22 a 25ºC en un edificio de oficinas con un rendimiento de climatización C.R. = 2,2 y 200 m3/min. de aire tratado, tendremos: Ahorro para subir la temperatura de 22 a 23º C ....................................... 3.875 Kcal/h.
23 a 24º C ....................................... 4.120 “ 24 a 25º C ....................................... 4.120 “ TOTAL............................................. 12.155 Kcal/h. Por cada 100 m3/min. de aire tratado
Kcal 10 x 15,7h/año 650 x 100200
x 12.115 6=
Kwh economizados año = Kw 8.3242,2 x 86010 x 15,7 6
=
a 0,066 €/kwh; Economía: 550,31 €/año Cuando la temperatura exterior es más baja que la interior puede utilizarse aire proveniente de fuera para enfriar el interior del edificio. Si el edificio estuviera desocupado y la temperatura exterior fuera inferior a 22ºC puede entonces introducirse el aire que refrigeraría el edificio para el resto del período de ocupación. Es importante recordar que el trasiego mecánico del aire con ventiladores elevará la temperatura del mismo en 1ºC ó 2ºC de modo que es ventajoso para edificios cuyas ventanas puedan abrirse manualmente, pero los herméticamente cerrados deben airearse a temperatura inferior a 22ºC. Mantenimiento Energético de Ascensores Los ascensores, amén del Mto. Reglamentario al que están sujetos, constituyen una fuente importante de consumo de energía en los edificios, mereciendo por ello un tratamiento de Mto. Energético, que iremos desarrollando. Los gastos de explotación de un ascensor se descomponen en dos grandes capítulos: 1 - Consumo de electricidad Gastos de contrato de Mto. 2 - Costos de Mantenimiento Gastos reparación fuera de contrato
296
Veamos el Mto. Energético de estos aparatos (punto 1) 1 - Consumo de electricidad Los siguientes consejos son útiles: a) En la mayor parte de los nuevos inmuebles no hay más que un sólo contador
que agrupa ascensores, calentamiento iluminación, etc...
No es conveniente la existencia de contador únicamente para el ascensor. El término potencia no se incluye en el de los otros servicios, lo cual obliga a un término de potencia sobrado, y del que se deriva un sobrecosto fijo.
b) Todavía existen muchos edificios alimentados con corriente monofásica,
siendo interesante alimentar los motores en trifásica, cuyo rendimiento es superior cuanto mayor sea el consumo. Por tanto, se recomienda:
Cambiar el motor del ascensor a trifásica. Si no se pudiera, reemplazar el antiguo motor monofásico con colector
por un motor con condensador. c) Paso del sistema TAXI al sistema AUTOBUS de ascensor
En muchos inmuebles el ascensor opera como un taxi, es decir, satisface la demanda de los usuarios a medida que es llamado, efectuando por ello numerosas idas y venidas en vacío, que implican muchos arranques e importantes recorridos consumidores de Kw/h.
Altura
Pisos
18 m.............. 15 m. ............ 12 m. ............ 9 m. ............ 6 m. ............ 3 m.
6º 5º 4º 3º 2º 1º
En este caso la distancia recorrida es de: 18 + 18 + 15 + 15 + 12 + 12 = 90 m.
297
Siempre que el edificio sea de más de 6 pisos conviene establecer una maniobra colectiva para el descenso, como hace un autobús recogiendo pasajeros. En este caso se reduce más de la mitad el nº de arranques y el recorrido efectuado. Pasamos de 90 a 36 m., lo cual supone un notable ahorro de energía eléctrica y una gran economía de tiempo para los usuarios. Altura
Pisos
18 m. ............ 15 m. ............ 12 m. ............ 9 m. ............ 6 m. ............ 3 m. ............
6º 5º 4º 3º 2º 1º
18 + 3 + 3 + 12 36 m. d) Agrupamiento de llamadas cuando hay varios ascensores Cuando hay varios ascensores próximos, los usuarios accionan todos los botones de llamada a la vez, con lo que se ponen en marcha todos los ascensores. Hay que diseñar el circuito de mando para que funcione un solo aparato. e) Colocar un contrapeso Muchos ascensores carecen de contrapeso, con lo que precisan motores dos o tres veces más potentes, con un consumo de reactiva más elevado y mayores pérdidas. f) Utilizar el ascensor cuando desciende Un ascensor que baja en vacío consume más corriente que en carga: en este caso el peso del pasajero equilibra el contrapeso y el consumo es menor.
298
3.9.19 MANTENIMIENTO PREVENTIVO ENERGÉTICO DE DIVERSOS MÓDULOS. 1.- Introducción A las normas de Mto. Preventivo electromecánico, cuyo objeto es lograr la máxima Disponibilidad Operacional, se le debe añadir algunos puntos que persigan el Mínimo Costo Energético, por medio de la inspección, vigilancia y cambios de algunos puntos de las máquinas, que pierden o gastan inútilmente energía. 2.-División general de los módulos que influyen en el Balance Energético. Cada uno de estos módulos llevará consigo su norma de Mto. Preventivo Energético, que deberá sumarse a la norma electromecánica. Veamos dichos módulos, teniendo presente, que desaparece el concepto de grupo funcional, y solo conservaremos el de la instalación, máquina y módulo. 1) Instalaciones de vapor Módulos 11. Caldera
11.10 Estación Tratamiento de agua 11.11 Cubeta de alimentación 11.12 Bombas de alimentación 11.13 Tambores superior e inferior 11.14 Cámara de combustión y haz vaporizador 11.15 Sobrecalentador y recalentador 11.16 Economizador 11.17 Calentador de aire 11.18 Casing 11.19 Preparación combustible 11.20 Válvulas de seguridad 11.21 Quemadores 11.22 Chimenea 11.23 Depósito de fuel 11.24 Tuberías de vapor y válvulas 11.25 Sopladores de hollín 11.26 Instrumentación (nivel, manómetros, termóme-
tros, presostatos, etc…)
12. Intercambiadores 13. Purgador
12.10 Intercambiadores 13.10 Purgador
20) Instalaciones de aire comprimido
20.10 Compresor 20.11 Depósito 20.12 Secador 20.13 Purgadores 20.14 Válvulas 20.15 Red de distribución 20.16 Receptores
299
30) Calefacción, Ventilación, Aire Acondicionado
30.10 Tuberías 30.11 Intercambiadores 30.12 Unidades de calefacción 30.13 Habitáculos 30.14 Motores – ventilación 30.15 Resistencias 30.16 Compresores 30.17 Torres de refrigeración 30.18 Bombas de calor
40) Electricidad
40.10 Motores 40.11 Transformadores 40.12 Líneas eléctricas 40.13 Condensadores y factor de potencia 40.14 Iluminación
50) Otros
Un punto a tener muy en cuenta son las FUGAS, que se dan en: Combustibles Vapor Aire Condensados Agua Electricidad Gas
300
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3.9.20 CONTROL PERMANENTE DEL CONSUMO ENERGÉTICO DE UNA PLANTA. 1 - Contabilidad de la energía en la empresa. Las primeras medidas para economizar energía - mantenimiento energético e inversiones de rentabilidad inmediata - conducen fundamentalmente a: Reconversión de los procesos de fabricación en otros que necesiten menos
energía. Elección de equipos de mejor rendimiento energético. Utilización de dispositivos recuperadores de energía. Eliminación de pérdidas por medio del Mantenimiento Energético. Una vez implantadas estas medidas eliminadoras de los despilfarros energéticos más llamativos, una de las grandes dificultades, encontradas en la continuación de una política de economía de energía, es la de promover otros métodos que mantengan en estado de espíritu permanente la mejora del rendimiento energético. La imputación racional del coste de la energía consumida a cada centro de coste de explotación, dirigido por un responsable, es una solución sumamente eficaz. Es aplicable a las empresas poseedoras de: Métodos de gestión. Instrumental para realizar las medidas físicas. Es fundamental que los centros productores y consumidores de energía puedan MEDIR DIRECTAMENTE el flujo de ENERGIA. Si no fuera así, el reparto de los consumos resultaría un tanto arbitrario y se producirían importantes errores de apreciación. La obtención de las cantidades de energía absorbida o suministrada es vital para llevar a cabo una contabilidad analítica de la energía y de esta manera permitir a los responsables de cada centro vigilar y controlar el rendimiento energético de su unidad. La detección de consumos injustificados así como la de pérdidas desapercibidas son los objetivos fundamentales de este sistema. La informática presta una ayuda estimable para la realización de este plan. 2 - Consumos y producciones energéticas. Primeramente es menester el establecimiento de las redes de energía en la empresa. Para ello consideraremos: Combustibles. Electricidad. Fluidos intermedios.
306
Cada centro de costos puede ser consumidor o suministrador de energía. Por ejemplo, una caldera de vapor es suministradora de vapor y consumidora de fuel. Gastará fuel y "venderá" vapor a otros centros. Consumos Producciones Combustibles Combustibles Electricidad Centro Electricidad Fluidos Fluidos Los fluidos intermedios normalmente son: Aire comprimido. Vapor. Agua industrial y potable. Gas carbónico. Oxígeno y acetileno Líquidos o gases específicos de los procesos industriales. 3 - Medición De acuerdo con lo anteriormente indicado es preciso medir las diversas variables que afectan a la energía: Presiones, temperaturas, caudales, pesos. CONSUMOS PRODUCCIONES combustibles combustibles CENTRO 0 electricidad electricidad UNIDAD ENERGETICA fluidos fluidos El control de estas medidas tiene por objeto conocer los consumos y producciones de cada centro de fabricación y llevarlas a un ordenador, que recoja: Consumos continuados de cada centro. Producciones continuadas de cada centro. Funcionamiento en tiempo real de las diferentes redes de fluidos y
combustibles. Tiempos de marcha de los centros de costo.
307
Y más tarde elabore: Balances mensuales. Diversos ratios. Imputación de los consumos a los centros de costo. Todos estos datos son vigilados y controlados en una sala de control informatizada, tal como aparece en la figura.
4 - Sistema de tratamiento de la información. A grosso modo el sistema de tratamiento completo puede tener: memoria ferrita Una unidad central con calculador disco (memoria de masa) banda magnética. Consola de visualización para el diálogo con el operador. Periféricos impresoras semirápidas máquina de escribir/sistema. Registros de las vías analógicas y de contadores. El ordenador realiza las siguientes funciones:
a) Adquisición de datos De los contactos TODO O NADA (unos 400 puntos) correspondientes a
relés, termostatos, presostatos, fines de carrera, etc ...
308
De las medidas analógicas (unas 300 vías) correspondientes a presiones, caudales, temperaturas, resultados de análisis, intensidades, etc ...
De los contadores (cerca de 100 puntos) correspondientes a emisores de
impulsos.
La toma de datos ha sido fijada de la siguiente manera: 180 vías analógicas cada 10 segundos. 120 vías analógicas cada minuto. 500 vías entre todo o nada y contadores cada 100 miliseg.
b) Cálculos y correcciones El ordenador realiza los cálculos y correcciones (temperatura, presión) para convertirlas en unidades industriales normalizadas.
c) Tratamiento de las alarmas En las medidas y en la operación de los contadores.
d) Los listados
309
Además de la pantalla de visualización el sistema posee dos impresoras semirápidas especializadas, una de ellas para las señalizaciones: cambio de estado (TODO O NADA), alarmas y seguridades que son consignadas en orden cronológico a su aparición; la otra dedicada a imprimir varios diarios de explotación: de seis a ocho tipos de listados diarios diferentes en los que se consignan el número de horas de marcha, la producción o consumo diario o mensual, las características tales como puntas, valores por encima de los puntos de consigna, etc ... Los listados salen a una hora determinada o bajo pedido del operador. 5 - Presentación de los balances Los balances diarios y mensuales (acumulado), tanto de combustibles y fluidos como de electricidad, son presentados en un único listado. Si se asegura un buen funcionamiento de todos los elementos de medición y control de los consumos, diariamente se detectarán las pérdidas de energía. El jefe de Mantenimiento podrá fácilmente reconocer averías (fugas, etc ...) basándose en este último dato. Como además, la producción y consumo de energía es significativa si va vinculada a la fabricación del producto, es importante relacionar ambos valores (energía - fabricación) en ratios como este:
obtenido producto de unidadfuel Kg.
310
311
Vigilando diariamente estos valores se pueden tomar importantes decisiones de Mantenimiento Preventivo y Correctivo, amén de alcanzar en todo momento un buen conocimiento de los consumos reales de energía habidos en la empresa. Con objeto de entender correctamente el listado de producción y con sumo de energías hacemos las siguientes observaciones, por medio de números entre paréntesis. (1) Producción o fabricación en unidades (productos, toneladas ...) (2) La sección 6110 está compuesta por los tanques de almacenamiento de
fuel-oil, agua industrial, propano y condensado. (3) La sección 6112 contiene la caldera, que produce vapor, y un grupo de
compresores. (4) Las cifras negativas suponen producción y las positivas consumo, siendo la
fila (4) la suma de los consumos. (5) Suma de las producciones o suministros. (6) Diferencia (5) -(4).
(7) Ratio )1(
)4(
(8) Temperatura media del día y temperatura media del mes. (9) Datos del trafo de entrada a fábrica. 6 - Ventajas del sistema. La explotación de este sistema de control energético con ordenador conduce a un buen conocimiento del flujo de la energía, y permite obrar eficazmente para disminuir sus costos. La vigilancia en tiempo real de todas las redes detecta fallos y los deja al descubierto, por muy ocultos que permanezcan: una pérdidas de vapor, fuel, agua, etc ... nos indican diversas fugas existentes en sus circuitos. Desviaciones en el consumo ESPECIFICO nos mostrarán irregularidades de diversas índole: averías, funcionamientos defectuosos, incumplimiento de normas, etc.
312
Por supuesto que estos datos primarios de consumo, facilitados por el sistema, posteriormente son traducidos a costos y permiten conocer en todo momento su componente económica en el coste real del producto. 3.9.21 RATIO DE MTO. ENERGÉTICO GLOBAL EN LA EMPRESA
Coste anual de Mto. Energético (Mto. Preventivo de equipos energéticos + Mto. Mto. Correctivo de equipos energéticos – por razón Energética R.E. = Coste Total de Mto. Debe tender a un 10 a 30%, según tipo de industrias.
313
3.10 MANTENIMIENTO AMBIENTAL. 3.10.1 INTRODUCCIÓN AL MANTENIMIENTO AMBIENTAL. Esta parte del Mantenimiento se refiere fundamentalmente a la prevención de lo que podríamos denominar como “avería ambiental" y a la corrección de la misma. Aplicaremos el mismo sentido a este tipo de averías que el estudiado en el campo energético. El despilfarro ambiental puede ocasionar males de gran envergadura, que desbordan el ámbito propio de la empresa, para adentrarse en el área regional. Estamos en lo que se podría llamar "imperio de la seguridad total”. Este tipo de averías puede dar lugar a situaciones dramáticas, otras veces simplemente a molestias, daños ecológicos más o menos graves, pero siempre se derivan de ellas actos delictivos o penados por la ley. La sensibilidad de la opinión pública ante estos hechos, recomienda a las empresas poner en práctica unas medidas y un seguimiento preventivo y correctivo cada vez más exigente. Varios casos recientes evocan todavía en el lector el recuerdo de la tensión social y humana que en su día provocaron. Los principales países del mundo señalan en sus objetivos estratégicos nacionales el respeto al Medio Ambiente. Aunque luego no se cumplan con el rigor debido, siempre flota un afán o deseo de que no se deteriore la vida en nuestro planeta, equiparándose muchas veces al sentido humano de la justicia que, aunque muchas veces es vulnerada, siempre constituye un ideal. Por ello, la legislación sobre medio ambiente se va haciendo cada vez más amplia e intensa y las averías ambientales, que se analizan en este módulo del Master, adoptan formas cada vez más sofisticadas y novedosas.
314
De todo ello se infiere la gran atención que debe prestarse a este Mantenimiento, cuyo estudio y organización analizaremos en los capítulos siguientes: a) Contaminantes polucionantes ruidos y otros Distinguiremos ocho tipos de elementos que influyen en el ambiente y en las personas: a) Contaminantes atmosféricos. b) Polucionantes de vertidos. c) Residuos peligrosos. d) Ruidos y vibraciones (sobre personas y sobre edificios) Entre 1 y 20 Hz e) Generación de armónicos en líneas eléctricas, perturbaciones y parásitos. f) Contaminación del suelo g) Deshechos humanos y basuras h) Impacto medio ambiental, avifauna. En el grupo a) se integran aquellos componentes que pasan a la atmósfera y pueden degradarla. Su eliminación implica inversiones en equipo y gastos de Mto. La Legislación recoge varios decretos y leyes relativos a la protección de la atmósfera. b) Los vertidos industriales, con sustancias polucionantes y peligrosas son
objeto de control y prevención, que también implican importantes inversiones y costes de Mto. También la legislación obliga a tomar medidas en este campo.
c) En cuanto a residuos peligrosos, es otra área que supone técnicas de
destrucción o descomposición de estos productos, y procesos que también originan gastos de Mantenimiento.
d) Los ruidos producidos por las instalaciones constituyen un peligro para el
personal. Su eliminación o reducción es un problema que afecta de lleno a los equipos de Mantenimiento. También existe legislación sobre este asunto.
Si bien el ruido es uno de los síntomas de mal funcionamiento de una instalación, y como tal lo consideramos en el Mantenimiento On Condition (vibraciones, ruidos), al hablar de Mto. Ambiental lo tenemos en cuenta como elemento perturbador del ambiente, sin preocuparnos de su situación de avería electromecánica latente. Por todo ello, el Jefe de Mto. debe advertir este doble sentido del ruido: avería latente y elemento contaminante, y atajarlo mediante un buen Mto. Preventivo, y si así no fuera posible, recurriendo al Mto. Modificativo, que más adelante desarrollaremos.
315
El siguiente dibujo nos clarifica esta doble circunstancia: MTO. ON CONDITION AVERIA ELECTROMECANICA RUIDO ELEMENTO CONTAMINANTE MTO. MODIFICATIVO
Por tanto por Mantenimiento Ambiental entenderemos al conjunto de técnicas de revisión, medida y corrección de los equipos y dispositivos garantes de la eliminación o reducción de: La contaminación atmosférica. La polución de los vertidos industriales a efectos de proteger la pureza de
las aguas. Los residuos peligrosos. Ruidos y vibraciones. Contaminaciones de tipo eléctrico Suelos contaminados
316
3.10.2 CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. Las fuentes de contaminación atmosférica pueden ser clasificadas en: De origen natural (mineral, vegetal, animal o microbiana). Transportes (terrestres, marítimos, aéreos). Combustión (hornos, calderas, cocinas). Centrales térmicas. Incineradores y tratamientos de residuos. Deshechos industriales. Los contaminantes principales son: Anhídrido sulfuroso, monóxido de carbono, óxidos de Nitrógeno, hidrocarburos, polvos y humos: Los contaminantes especiales: Derivados del azufre y del nitrógeno (no principales), los halógenos y sus derivados, arsénico y sus derivados, compuestos orgánicos del cloro y del plomo, compuestos orgánicos varios, partículas sólidas - de metales pesados y ligeros, y no metálicas, de sustancias minerales (asbestos)- aerosoles, olores molestos y partículas radioactivas. En la contaminación atmosférica cabe distinguir cuatro conceptos: Emisión: Todas las sustancias que pasan a la atmósfera después de abandonar las fuentes. Inmisión: Concentración de contaminantes en la atmósfera a nivel del suelo de modo temporal o permanentes. Nivel de emisión: Concentración máxima admisible de cada tipo de contaminante, medida en peso o volumen. Nivel de inmisión: Cantidad de contaminante, por unidad de volumen de aire, existente entre cero y dos metros de altura sobre el suelo. Analicemos someramente algunas fuentes de contaminación: 1) Transportes Los vehículos automóviles en versión gasolina y diesel, tienen unos valores medios de emisión de este tenor:
317
Motores gasolina
Motores diesel CO2 CO O2
H2
Hidrocarburos Aldehídos Óxidos de Nitrógeno Anhídrido sulfuroso
9% 4% 4% 2%
0,5% 0,004% 0,06%
0,006%
9%
0,1% 9%
0,03% 0,02%
0,002% 0,04% 0,02%
En cuanto a legislación cabe señalar: a) Decreto 3025/1974 de 9 de agosto, sobre limitación de la contaminación
atmosférica producida por los vehículos automóviles.
El decreto fija los niveles de emisión máximos tolerables de los vehículos automóviles, sin perjuicio de otros más estrictos que puedan exigirse en determinadas zonas, y establece las normas de uso, mantenimiento, control y vigilancia complementarias a las previstas en el vigente Código de la Circulación, en lo concerniente a la contaminación de la atmósfera, determinándose al mismo tiempo los procedimientos de medición de los contaminantes producidos por los vehículos, y los de contrastación de los aparatos de medida, al objeto de que los ensayos sean reproducibles. El decreto establece, asimismo, las características de los aparatos de análisis de las emisiones y la forma de realización de las medidas, el procedimiento de las inspecciones periódicas y las sanciones a las infracciones en la normativa establecida. La disposición prevé la designación de entidades colaboradoras de la Administración, para la práctica de la inspección a aquellas que cumplan las condiciones que determine el Ministerio de Industria.
b) Orden de 9 de Diciembre de 1.975 (BOE 307 del 23/12/1975), para
aplicación del decreto 3025/1974 de 9 de agosto, sobre limitación de la contaminación atmosférica producida por los vehículos automóviles. La disposición establece diversas normas sobre el control de funcionamiento de los vehículos automóviles, principalmente, de tipo diesel. Asimismo señala las condiciones que deben cumplir los aparatos de medida de las emisiones de los motores. Finalmente, la orden designa como oficiales, a dos laboratorios, a efectos del cumplimiento de las normas dictadas.
318
c) Gasolinas: Real Decreto 284/1985, de 20 de Febrero "por el que se fijan nuevas
especificaciones para los diversos tipos de gasolinas de automoción", en base a él se codifica el contenido en plomo de nuestras gasolinas que pasa a ser de 0,60 a 0,40 g./l.
Características, calidades y condiciones de empleo de los carburantes y
combustibles. (Decreto 2204/1975, de 23 de Agosto/75 (B.O.E. de 19 Septiembre de 1975).
Los ferrocarriles producen contaminación donde todavía se utilizan locomotoras de vapor. Aunque las locomotoras Diesel han reducido notablemente la contaminación, el reglaje defectuoso origina emisiones de CO y aldehídos. Mantenimiento debe establecer programas de revisión del reglaje de los motores. La electrificación del ferrocarril va eliminando este problema. En el caso de la navegación la contaminación es local, es decir afecta a las instalaciones portuarias, y sobre todo debido a buques y remolcadores que consumen aceites pesados. El mal Mto. de muchas de estas embarcaciones, así como el exagerado envejecimiento de los mismos son causa de esta contaminación. En cuanto a la legislación cabe señalar:
a) Instrumento de ratificación de 22 de Junio de 1.984, del Protocolo de 1.978,
relativo al Convenio Internacional para prevenir la contaminación por los buques, hecho en Londres el 17/2/1978.
b) B.O.E. nº 44 de 20/02/1985 para prevenir la Contaminación por los buques.
Por cuanto a la aviación, la contaminación máxima tiene lugar en el despegue y aterrizaje de los aparatos. En Estados Unidos se ha efectuado un estudio en el que presentan los siguientes resultados, correspondiente a un vuelo corto con despegue y aterrizaje.
Kilogramos
Tipo de emisiones
Reactor 4 motores
Turbo propulsor 4 motores
Motor explosión 4 motores
Aldehídos CO Hidrocarburos Óxidos de nitrógeno Partículas
1,8
16,7 4,5
10,4 15,3
0,49 4,0
0,54 2,25 1,12
0,22 1,10 22 6,8
0,54
2) Combustión En los gases producidos en la combustión aparecen los siguientes componentes:
319
Compuestos del Carbono (CO2, CO, hidrocarburos y aldehídos). Compuestos del azufre (SO2, SO3, SO4H2) Óxidos de nitrógeno (NO, NÓ2) Cenizas ligeras y hollines. Y los combustibles que las producen pueden ser: Combustibles sólidos (madera, carbón, biomasa) Combustibles líquidos ( fuel, gasóleo, aceites) Combustibles gaseosos (gas natural, gas de hulla, de cokería, de refinería,
propano, butano). Evidentemente las medidas recomendadas en Mto. Energético influyen en la contaminación, mejorando el medio ambiente. En calderas y hornos industriales, los contaminantes que se producen durante la combustión, y la cantidad de los mismos vienen resumidos en esta tabla:
Combustibles líquidos
Combustibles gaseosos
Combustibles sólidos
Naturaleza del Contaminante
Kg. emitidos/tonelada de
combustible
Kg/1000 m3
Kg/Tm. SO2
SO3
SH2
NO2
Acido cianhídrico Amoniaco CLH Formaldehído Sustancias Orgánicas Ácidos Partículas sólidas Fluoruros
20 1
<1 7
<1 1
<1 1 5
15 1 -
0,5
0,04 0,10 8,4 -
0,36 0,36 1,1
1,75 1,6 0,1
-
20 1
<1 4
<1 1 1 1
10 15
100 (sin desempolvado)
0,2
En cuanto a legislación vigente en esta materia nos remitimos a: Ley 38/1972 del 22 de Diciembre, modificada por Ley 34/2007 de
noviembre. Decreto 833/1975, de 6 de Febrero (anexos II y III derogados por Ley
34/2007). Orden de 18 de Octubre de 1.976 sobre prevención y corrección de la
contaminación industrial de la atmósfera (BOE nº 290/1976). Orden del 1 de Febrero de 1977 sobre la Red Nacional de vigilancia y
prevención de la contaminación atmosférica. Real Decreto 2512/1978 modificado por R.D. 2826/1979 del 17 de
Diciembre, sobre ayudas económicas e incentivos de naturaleza fiscal. Real Decreto 547/1979 de 6 de Febrero, por el que se desarrolla la Ley de
protección del ambiente atmosférico. Orden de 25 de Febrero de 1980 (BOE nº 72 del 24/03/1980) por la que se
320
regulan las entidades colaboradoras en materia de medio ambiente industrial.
Resolución de 10 de Junio de 1.980 (BOE nº 246 del 13/10/1980) por la que se desarrollan los procedimientos para la determinación de los niveles de inmisión de los óxidos de Nitrógeno.
Artículo 347 del Código Penal, modificado por Ley Orgánica 8/1983, de 25 de Junio.
Real decreto 1613/1985, de 1 de Agosto por el que se establecen nuevas normas de calidad del aire en lo referente a contaminación por dióxido de azufre y partículas.
Directiva 80/779/CEE de 15 de julio de 1980, relativa a los valores límite y a los valores guía de calidad atmosférica para el anhídrido sulfuroso y las partículas en suspensión.
Real Decreto 717/1987, de 27 Mayo por el que se establecen nuevas normas de calidad del aire en lo referente a contaminación por dióxido de nitrógeno y plomo.
Ley 16/2002 del 1 de julio, de prevención y control integrados de la contaminación.
Real Decreto 1073/2002, de 18 de octubre, sobre evaluación y gestión de la calidad del aire ambiente en relación con el dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno, óxidos de nitrógeno, partículas, plomo, benceno y monóxido de carbono.
Real Decreto 653/2003 del 30 de mayo, sobre incineración de residuos. Real Decreto 430/2004 del 12 de marzo, por el que se establecen nuevas
normas sobre limitación de emisiones a la atmósfera de determinados agentes contaminantes procedentes de grandes instalaciones de combustión, y se fijan ciertas condiciones para el control de las emisiones a la atmósfera de las refinerías de petróleo.
Real Decreto 812/2007, de 22 de junio, sobre evaluación y gestión de la calidad del aire ambiente en relación con el arsénico, el cadmio, el mercurio, el níquel y los hidrocarburos aromáticos policíclicos.
Ley 34/2007 del 15 de noviembre, de calidad del aire y protección de la atmósfera.
Directiva 2008/50/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 21 de mayo de 2008, relativa a la calidad del aire ambiente y a una atmósfera más limpia en Europa. Entrada en vigor el 11 de junio de 2008. Cumplimiento a más tardar el 11 de junio de 2010.
3) Centrales Térmicas Los principales contaminantes, emitidos por las Centrales Térmicas consumidoras de carbón son: Óxidos de azufre (SO2 y SO3) Óxidos de Nitrógeno (NO y NO2) Polvo (cenizas e inquemados) Polvo de carbón almacenado. Las altas temperaturas de los hornos de las calderas producen emisiones de SO2 SO3, NO y NO2) superiores a las de hornos parecidos de otros sectores.
321
Tres medidas se emplean para luchar contra la contaminación: Mejorar los combustibles. Instalar desempolvados y depuradores de gases más eficaces. Construir chimeneas más altas. El carbón pulverizado que utilizan presenta la siguiente granulometría media de sus cenizas volantes:
< 24 µ
2 – 54 µ
5 – 10 µ
10 – 20 µ
20 - 50 µ
50 – 100 µ
100 – 200 µ
> 200 µ
5%
10%
15%
15%
15%
25%
13%
2%
Los separadores eléctricos constituyen el medio más eficaz de desempolvado en las Centrales Térmicas, y el rendimiento obtenido ha pasado de 85% en 1.959 al 98% en 1.985. En cuanto a la producción de óxidos de Azufre y Nitrógeno, en la actualidad existen equipos capaces de retener porcentajes superiores al 80% de los óxidos de Nitrógeno y casi del 100% de los de azufre. En cuanto a legislación tenemos: Real Decreto 1116/1.984, de 9 de Mayo, sobre restauración del espacio
natural afectado por las explotaciones de carbón a cielo abierto (orden de 13 de Junio de 1.984).
Orden de 25 de Junio de 1.984 (BOE nº 159 del 04/07/1984) sobre
instalación en Centrales Térmicas de equipos de medida y registro de la emisión de contaminantes a la atmósfera.
Real Decreto 1613/1985, de 1 de Agosto, sobre normas de Calidad del aire
en lo referente a contaminación por dióxido de azufre y partículas. Resolución de 17 de Abril de 1986 respecto a equipos de medida de
emisiones de SO2 , NOx y partículas (Mº de I. y Energía, B.O.E. nº 99 del 25/4/86, págs.14.766 a 14.768).
4) Incineradores y tratamiento de residuos. Cada vez se utilizan más los incineradores para eliminar residuos. Su capacidad de contaminación es grande, y los siguientes valores medios de emisión por Kg. de basuras urbanas nos indican su poder contaminante:
322
Contaminantes Kg/Tm. Aldehídos.................................. 0,5 CO ............................................ 0,35 Hidrocarburos ........................... 0,65 NO, NO2 ................................... 1 SO2, SO3 .................................. 0,9 Amoniaco.................................. 1,4 Ácidos orgánicos ...................... 0,3 Partículas.................................. 3,6 Diversos dispositivos deben utilizarse y, de suyo, se utilizan para reducir la contaminación. Son los siguientes: Desempolvado eléctrico (98% de rendimiento) de los gases de combustión. Destrucción de inquemados gaseosos en la combustión. Desempolvado multiciclón de los gases finales. La legislación actual es la siguiente: Ley 10/1998, de 21 de Abril, de residuos (BOE número 96 de 22/4/1998). 5) Deshechos industriales La variedad de las industrias significa un universo de contaminantes, que resulta imposible de recoger en este tratado. Pero intentaremos agrupar las industrias en grupos productores de contaminación similar. De esta manera, distinguiremos: a) Industria de los metales férricos (siderurgia y fundiciones). b) Industria de los metales no férricos. c) Industria del cemento. d) Industria química. e) Industria del petróleo. a) Los principales contaminantes en la siderurgia pesada y fundiciones son: Polvos de diversa composición química con granulometría que va de 10 a
100µ Humos rosados de óxidos del hierro. SO2 CO Productos de la combustión. Humos de descomposición de pintura y aceites. b) En la industria de los metales no férricos cabe señalar los siguientes
contaminantes:
323
SO2 y SO3 Propios de la combustión. Óxidos metálicos específicos en forma de polvo de 0,1 a 1µ c) La industria cementera es una de las principales polucionantes del medio
ambiente.
Los principales elementos que se producen son: Polvos minerales en molinos y secaderos. SO2 Y SO3 en hornos rotativos. Propios de la combustión en hornos rotativos. Legislación que viene al caso es la siguiente: Orden de 28 de Julio de 1.976 (B.O.E. Nº 189 del 07/08/1976), por la que se
declara la actividad de fabricación del cemento incluida en el supuesto 1º del Decreto 1773/1976 de 7 de Junio (B.O.E. Nº 180 del 28/07/1976), por el que se tipifican las características, calidades y condiciones de empleo de los combustibles y carburantes.
Real Decreto 1613/1985 de 1 de Agosto, B.O.E. nº 219 del 12/09/1985 ya citado con anterioridad.
d) En cuanto a la industria química es menester subrayar que la
contaminación tiene lugar por medio de gases y vapores, y que podemos dividir en dos grupos:
Los producidos en gran tonelaje, sobre todo en la industria minera (SH2 ,
SO4H2 , Cl2 , Fluor, etc ...) Los derivados de la química orgánica. Veamos algunos sectores importantes en el siguiente cuadro:
Sector
Polucionantes Acido sulfúrico Acido nítrico Cloro Fertilizantes Papel Plásticos Aluminio
Polvos de pirita y compuestos de arsénico SOs y Nox Nox Cl2 y ClH NOx y Fluor SO2 residual Compuestos sulfurados, hidrógeno sulfurado, metilos Cenizas volantes Productos combustión Sulfuro de carbono S2C Hidrógeno sulfurado SH2 Compuestos fluorados
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En cuanto a legislación: Orden de 10 de Agosto 1.976 para análisis y valoración de contaminantes
químicos (B.O.E. nº 266 de 05/11/1976). Corrección de errores de la orden anterior (B.O.E. nº 8 de 10/1/1977). Resolución de 10 de junio de 1980, de la DIRECCION GENERAL DE
SALUD PUBLICA, por la que se desarrollan los procedimientos para la determinación de los niveles de inmisión de los óxidos de nitrógeno, como anexo 7 de la ORDEN DE 10 DE AGOSTO DE 1976, sobre normas técnicas para el análisis y valoración de contaminantes de naturaleza química presentes en la atmósfera (BOE nº 246 de 13/10/1980).
Orden de 22 de Marzo de 1990, por la que se modifica la de 10 de Agosto de 1976, con respecto al método de referencia para humo normalizado (BOE nº 76 de 29/03/1990).
Real Decreto 1073/2002, de 18 de octubre, sobre evaluación y gestión de la calidad del aire ambiente en relación con el dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno, óxidos de nitrógeno, partículas, plomo, benceno y monóxido de carbono (BOE nº 260 de 30/10/2002).
e) Los principales polucionantes emitidos en la industria del Petróleo son: - SO2 y SO3
- CO, CO2
- NOx
- Hidrocarburos pesados y ligeros. - SH2
- Partículas inquemadas sólidas. Aquí se da la circunstancia de que algunos contaminantes escapan a la atmósfera por entre juntas, juegos, válvulas, etc., cuyas revisiones van incluidas en los programas de Mto. Preventivo. En cuanto a legislación: Orden de 27 de Mayo de 1971 sobre regulación del uso de detergentes
para combatir los derrames de hidrocarburos en el mar (BOE nº 131 del 02/06/1971) modificada por Orden del 23/11/1974 (BOE nº 286 del 29/11/1974).
Real Decreto 253/2004, de 13 de febrero de 2004, por el que se establecen medidas de prevención y lucha contra la contaminación en las operaciones de carga, descarga y manipulación de hidrocarburos en el ámbito marítimo y portuario (BOE número 39 de 14/2/2004)
5) Ayudas y bonificaciones La Ley 38/72, de 22 de diciembre, de Protección del Medio Ambiente
Atmosférico, en su artículo 11, trata de las subvenciones, beneficios o ayudas sobre contaminación: Aunque posteriormente esta Ley ha sido derogada por Ley 34/2007, de 15 de noviembre, de calidad del aire y
325
protección de la atmósfera (BOE número 275 de 16/11/2007), la aplicación de este artículo se desarrolla en el RD 2512/1978 que se cita a continuación.
Real Decreto 2512/1978, de 14 de Octubre, para aplicación del artículo 11 de la Ley 38/1972, de 22 de Diciembre (BOE nº 258 de 28/10/1978).
Orden de 30 de Marzo de 1976, por la que se regula la tramitación de concesiones de los beneficios a que se refiere el artículo 11 de la Ley de Protección del Ambiente Atmosférico y de los expedientes de pérdida de los mismos (B.O.E. nº 83 de 06/04/1976). Derogado por RD siguiente.
Real Decreto 2512/78, de 14 de octubre (B.O.E. nº 258 de 28 de Octubre de 1978) sobre BENEFICIOS para la puesta en práctica de medidas correctoras de la contaminación. (Desarrolla el art. 11 de la Ley de Protección del Ambiente Atmosférico).
3.10.3 PREVENCIÓN Y CORRECCIÓN DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. En todo centro industrial, minero o sanitario la función de prevenir la contaminación atmosférica puede hacerse por dos vías: a) Obrando sobre la fuente de contaminación. b) Por tratamiento del efluente. En el primer caso (a), aunque algunas decisiones no corresponden al Jefe de Mto., siempre es conveniente saber que actuando sobre: La combustión y los combustibles. Los procedimientos o procesos de fabricación. Se puede reducir la contaminación. Por otra parte, incluyendo las instalaciones polucionantes en los programas de Mto. Preventivo, y considerando los escapes, averías ambientales, se conseguirá reducirlos notablemente. En el segundo caso (b), las instalaciones correctoras de la contaminación (filtros, desempolvados, etc.), requieren un mantenimiento exquisito, que preventiva y correctivamente debe programarse y aplicarse. Por consiguiente, estableceremos el siguiente plan: MTO. PREVENTIVO - CORRECTIVO
a) Instalaciones polucionantes Boletín de Mto. Preventivo en b) Instalaciones antipolucionantes
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Revisión e inspección de fugas y escapes - A diversas frecuencias.
a) Comprobación de valores legislados (pH, proporciones) - a otras frecuencias.
Revisiones electromecánicas b)
Comprobación valores legislados (pH, proporciones) a otra frecuencia. a) Citaremos brevemente las acciones sobre la fuente Mejorando la selección de combustibles sólidos. Vigilando la composición de los combustibles líquidos, especialmente la
proporción de azufre. Utilizando diversos aditivos en los combustibles líquidos, como son: 1) Inyección de amoníaco, elimina el SO3 , y los humos ácidos) 2) Inyección de óxido de magnesio (MgO) en la cámara de combustión.
Elimina el SO3 y otros ácidos. 3) Inyección de dolomía. Lo mismo que el magnesio
4) Adición de aditivos especiales comercializados b) Por lo que respecta al tratamiento del efluente es digno de resaltar la
utilización de instalaciones más o menos complicadas, que a continuación estudiaremos.
Estos procedimientos de depuración y desempolvado de gases dependen fundamentalmente de las normas de protección vigentes en cada caso, en cuanto a niveles máximos de emisión. Estableceremos dos grupos de instalaciones: 1) De desempolvado. 2) De desgasificado. 1) Equipos de desempolvado La siguiente tabla nos indica el tamaño de las partículas que deben eliminarse y el tipo de aparato más idóneo utilizado para ello:
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DIMENSIONES EN MICRONES
0,01
0,1
1
10
100 1000
(1 mm) 10.000 (1 m)
Niebla Nubes brumas lluvia Humos de resina Abonos, piedras de cal molida Humos de fuel oil Cenizas volantes Humo de tabaco Polvos de carbón Polvos y humos metalúrgicos Humo de ClNH2 polvos de cemento Nieblas de concentradores SO4H2 Arena de playa Negro de carbón Carbón pulverizado Pigmentos de pintura Minerales para flotación
Humo de ácido de zinc Polvos insecticidas Sílice coloidal Talco molido
Humos de industria química, polen Polvos atmosféricos Polvos nocivos para los pulmones
Tipos de Partículas
Virus Bacterias Cámaras de sedimentación Separadores centrífugos Scrubbers con líquidos Filtros de tejidos Filtros de aire acondicionado Filtros de aire alta eficiencia Impactador Precipitadores térmicos Separadores mecánicos Precipitadores electrostáticos
Equipos O
Aparatos
Sin entrar en excesivos detalles descriptivos, pasaremos revista a los principales ingenios usados en el desempolvado. a) Equipos de gravedad Entrada gases Salida gases Polvorientos desempolvados
Entrada gases Salida gases Polvorientos desempolvados
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Salida de los gases Entrada de los Desempolvados gases
polvorientos
Las cámaras de sedimentación son poco utilizadas, debido a su difícil limpieza. Tienen la ventaja de que son baratas. Elimina partículas gruesas. b) Equipos por inercia
Son utilizados para partículas superiores a 20µ, y tienen la ventaja de la simplicidad, pero el inconveniente de la limpieza y la fuerte abrasión, lo cual obliga a un gravoso Mto. Correctivo.
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c) Separadores centrífugos Lo constituyen los ciclones y los multiciclones, cuyo funcionamiento es conocido.
Los multiciclones es un grupo de ciclones funcionando en paralelo.
330
La eficacia de los ciclones, según el tamaño de las partículas, viene recogida en la siguiente tabla:
Tamaño de las partículas en µ
Eficacia (% en peso)
Ciclón clásico
Ciclón de alta eficacia (multiciclón)
Inferior a 5 De 5 a 20 De 20 a 40 Superior a 40
Inferior al 50% De 50 a 80% De 80’ a 95% De 95 a 99%
De 50 a 80% De 80 a 95% De 95 a 99% De 95 a 99%
Los problemas de Mto. que se presentan son la gran abrasión que sufren, así como atascos e incrustaciones de polvo. Se pueden emplear materiales antidesgaste de recubrimiento, que disminuyen notablemente las H.H. de Mto. La siguiente tabla nos da una relación entre la densidad del polvo y la velocidad del mismo, que no deben ser sobrepasados para evitar abrasión. Velocidad Densidad (gr/m3) (m/minuto) 0,7.............................................. 2.100 7,0.............................................. 1.200 7.000................................................. 120 d) Separadores hidráulicos Utilizan agua y el polvo es recogido en forma de lodos. Existen varios tipos, fundados en diversos principios.
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d-1) Lavadores
V1 y V2 = válvulas F = flotador E = elemento
húmedo C = casing B = lodos
El gas choca contra las paredes sobre las que desliza el agua
332
d-2 De pulverización La pulverización del agua se hace o bien mecánicamente o bien por aire comprimido, pasando el gas cargado por un tubo venturí en el que perpendicularmente incide el agua pulverizada
333
d-3) Aparatos combinados Hacen intervenir a la vez la pulverización, la inercia, el lavado y la centrifugación y abundan muchísimo. Presentamos tres modelos
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2) Lavador desintegrador
3) Rotaciclón húmedo
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d-4) Por condensación Se basa en que un gas, que contiene partículas finas en suspensión y se le satura con agua, se le somete a una brusca bajada de presión; una parte de su vapor de agua se condensa sobre las partículas arrastrándolas y separándolas fácilmente del gas.
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e) Filtros de mangas En este tipo de desempolvado, la corriente gaseosa atraviesa una superficie porosa, más o menos espesa, en la que se depositan parte del polvo que contiene. Esta superficie porosa adopta la forma de pequeños sacos de tejido especial, que funcionan en paralelo. El rendimiento de los filtros de mangas es superior cuando adquieren una ligera capa de polvo, que cuando son nuevos o recién limpiados. Son instalaciones que dan trabajo al servicio de Mto, especialmente la sustitución de las mangas desgastadas o perforadas. Las mangas de los filtros suelen fabricarse de diversos productos, en los cuales es más importante el factor temperatura. La siguiente tabla orienta en la selección:
TABLA K
SIMBOLO
F I B R A
º C
º F
VS CO W PP PA AC DT PE NO GL TF GL SS IN QZ
Rayón – Viscosa Algodón Lana Poli – propileno Poliamida Poli – acrilnitril Homo – acrilnitril DRALON T Poliéster Aramida NOMEX Vidrio ELASTOGLAS Politetrafluoretileno TEFLON Vidrio (tejido) Acero inoxidable INCONEL Cuarzo
70 80 80 90
110 115 125 145 190 220 260 280 400 550 800
160 175 175 195 230 235 255 195 375 428 500 535 750
1025 1470
El polvo depositado en las mangas se separa periódicamente mediante limpieza de las mismas. Y se hace mediante limpieza de la manga con aire de barrido a contracorriente, ayudado con golpeteo, o bien mediante choques periódicos de aire a presión. Para facilitar la limpieza, se construyen en compartimentos independientes, de tal suerte que uno de ellos está disponible para limpiar.
337
La duración de las mangas oscila entre 8.000 y 20.000 horas de marcha. f) Electrofiltros. El fundamento de los electrofiltros es que las partículas de polvo o nieblas arrastradas por un gas se cargan eléctricamente y se separan en placas de precipitación conectadas a tierra. Los electrodos emisores o de ionización se someten a una tensión en alta de hasta 110 KV en corriente continua, y los electrodos colectores se unen a tierra. El campo electrostático que se produce ioniza las partículas negativamente, y son atraídas por los electrodos colectores.
En los electrofiltros secos, el polvo se separa por golpeteo periódico. En los electrofiltros húmedos, el polvo se deposita en forma de fangos, y se separa de las placas por deslizamiento o por riego. Pueden ser de placas o de tubos.
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El consumo energético de los electrofiltros es menor que el de otros procesos de desempolvado, y su área de tamaños de partículas es amplísima. Se utiliza mucho en: desempolvado de gases de combustión en Centrales Térmicas, desempolvado de gases de plantas incineradoras, desempolvado en fábricas de cemento, desempolvado de plantas de sintetización, de reducción del hierro, de convertidores de acero, trenes de laminación, industria química, etc. g) Aparatos de ultrasonidos No es realmente un desempolvado, sino que prepara previamente los gases para un posterior desempolvado. El emisor de ultrasonidos es una sirena rotativa o una sirena estática. Consta de un tubo de resonancia con una sirena B en un extremo y un pistón de reglaje A en el otro extremo. Las partículas depositadas sobre las paredes del tubo son arrastradas por riego de agua. A = pistón de reglaje B = sirena C = salida hacia ciclones D = entrada gas polvoriento E = lodos y polvo con agua F = agua
h) Eficacia de los desempolvadores La siguiente tabla indica la eficacia de los equipos estudiados.
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Eficacia en %
Partículas de 5 µ
Partículas de
2 µ
Partículas de
1 µ Ciclón normal.................................................. Ciclón especial (alta eficacia).......................... Ciclón húmedo ............................................... Electrofiltro seco ............................................. Electrofiltro húmedo........................................ Filtro de mangas ............................................. Torre de lavado............................................... Scrubber de lavado......................................... Desempolvado por pulverización.................... Venturí húmedo ..............................................
27 73 87 92 98
99,9 94 97 93
99,6
14 46 60 85 97
99,9 87 92 75 99
8
27 42 70 92 99 55 80 40 97
2) Equipos de desgasificado Los métodos utilizados para eliminar gases polucionantes son tres: a) Eliminación por combustión térmica y post-combustión catalítica. b) Eliminación por absorción. c) Eliminación por adsorción. Evidentemente, la naturaleza de los gases determina el método más idóneo para eliminarlo. Veámoslo brevemente, analizando los diversos casos que se presentan. a) Eliminación por combustión térmica y post-combustión catalítica. Los gases que van a eliminarse deben ser oxidables, por tanto cumplen esta condición los gases y compuestos orgánicos emitidos en operaciones industriales y sanitarias. Distinguiremos:
340
a-1) Antorchas
En el esquema dibujado, el gas viene acompañado de chorros de vapor, y lleva su correspondiente quemador. El vapor suprime la formación de carbono y reduce la polimerización de hidrocarburos. Se utilizan en refinerías, plantas de amoníaco, de ácido cianhídrico y otros gases tóxicos. a-2) Cámaras de post-combustión. Cuando el gas que quiere eliminarse tiene concentraciones más bajas que el límite inferior de inflamabilidad, la combustión debe realizarse en cámara cerrada.
Es necesario aportar combustible (fuel-oil o gas) para alimentar el quemador. Los gases producidos tienen alta temperatura (800-1.600ºC), lo que hace que la combustión sea muy estable y su energía térmica se puede utilizar haciéndolos pasar por una caldera de recuperación.
341
Estos hornos deben llevar un recubrimiento de ladrillos refractarios, sometidos a un Mto. Preventivo y Correctivo rígido, cuyo coste de fallo puede ser elevadísimo. En diversas industrias químicas, por ejemplo, la fabricación del conocido P.V.C., se producen cantidad de gases residuales y de hidrocarburos clorados. También en la fabricación de fibras poliacrílicas se obtiene ácido cianhídrico, que debe quemarse. a-3) Post-combustión catalítica Este proceso se utiliza para eliminar contaminantes gaseosos nocivos o malolientes, que se hallen en concentraciones particularmente bajas. Por ejemplo: Para eliminar los disolventes y productos de descomposición del aire de
escape de hornos de secado de lacas. Para eliminar nieblas de plastificantes y vapores de disolventes del aire de
escape de instalaciones de transformación de plásticos. Para eliminar compuestos de azufre malolientes, hidrocarburos y
disolventes en plantas químicas y petroquímicas. El proceso consiste en la combustión total y sin llama de las sustancias oxidables de los gases sobre catalizadores de lecho fijo a temperaturas iniciales (de 250ºC a 600ºC). Como Catalizadores se usan: mallas, varillas, etc… de óxido de cobre y óxido de aluminio, recubiertas de metales nobles.
Los gases se calientan a la temperatura de iniciación del proceso catalítico mediante combustión de fuel-oil o gas, y luego se queman catalíticamente.
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b) Eliminación por absorción. Consiste en hacer pasar el gas por capas de productos químicos, que reaccionan con él, transformándolo en residuos inocuos, que son fácilmente evacuados. Un campo específico de utilización de este método es la desulfuración de gases de combustión.
Las diversas reacciones proporcionan un gas depurado de bajo porcentaje de SO2
En las Centrales Térmicas de carbón, la producción de SO es variable en función de la calidad del carbón. El Real Decreto 1073/2002, de 18 de octubre, sobre evaluación y gestión de la calidad del aire ambiente en relación con el dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno, óxidos de nitrógeno, partículas, plomo, benceno y monóxido de carbono (BOE nº 260 del 30/10/2002) establece un tope máximo de 350 mg/m3 de S02 en 1 hora. Esto implica que se deben desulfurar los gases de calderas a partir de unos 40 mW, hasta lograr gases desulfurados hasta la cifra antes citada.
343
c) Eliminación por adsorción. El carbón activo es el elemento absorbente para tratar vapores orgánicos (disolventes) recuperándolos. Es muy útil en procesos que manejan disolventes orgánicos como, por ejemplo: En instalaciones de impresión de huecograbado. En instalaciones de producción de láminas, películas, bandas magnéticas,
juntas, papel, celofán, lacado de automóviles. El aire cargado de disolvente se recoge en campanas de aspiración y se conduce al lecho de carbón activo, sobre el cual condensa el disolvente. Luego se hace pasar vapor de agua sobre el lecho de carbón, que queda regenerado, y la mezcla de agua y disolvente se recupera en el equipo de separación-condensación. De esta manera se recupera el disolvente y no pasa a la atmósfera.
3.10.4 POLUCIÓN DE LOS VERTIDOS INDUSTRIALES. Se sabe que las aguas de nuestros ríos y costas se encuentran en un lamentable estado de polución, debido ello a los vertidos residuales urbanos e industriales.
344
Ello implica que los Ayuntamientos, centros sanitarios e industrias deben invertir en equipos e instalaciones, que preserven los cauces de nuestras aguas de multitud de elementos indeseables. Y aún en el supuesto de que así fuera, de nada serviría si no viniesen acompañados de planes y medios de Mto. Preventivo y Correctivo. Es frecuente el caso de instalaciones depuradoras, que acaban siendo abandonadas por no someterlas a un plan de Mantenimiento. El modelo de "calidad de vida” sobrepuja al de "sociedad de consumo". Se sabe que resulta cara la lucha contra la polución, pero más onerosas pueden ser las consecuencias ecológicas y biológicas del abandono de aquella. Tampoco podemos soslayar el valor, cada vez más alto, del agua, debido a su escasez. Ello da pie a un doble problema, el abastecimiento del agua y su posible recuperación. A título de ejemplo recordamos que una fábrica de pasta de celulosa requiere unos 40.000 m3 de agua diarios, y la polución del agua residual es elevada y difícil de combatir. Categorías de polucionantes Tres categorías de polucionantes deterioran el agua: a) físicos, b) químicos, c) bacteriológicos. a) Físicos Partículas en suspensión que producen turbidez Exceso de temperatura - Agua Centrales Nucleares Producen turbidez los afluentes del lavado de tierra en las azucareras. b) Químicos. Pueden clasificarse en: Orgánicas Inorgánicas Las orgánicas aparecen en: aguas urbanas. algunas industrias tales como mataderos, fábricas de conservas, centrales
lecheras, papeleras. productos químicos orgánicos industriales como aminas, ácidos grasos,
aminoácidos, hidrocarburos del petróleo, plaguicidas tóxicos e insecticidas. Las inorgánicas son: sales disueltas de calcio, potasio y magnesio. aguas amoniacales y sulfuros, vertidos ácidos (causa de la muerte de
muchos peces en los ríos). aniones como cloro, fluoruros, nitritos, cromatos (procedentes de
galvanoplastia), sulfatos y fosfatos (procedentes de detergentes domésticos).
345
microcontaminantes, es decir sustancias, que en proporciones muy reducidas, constituyen un peligroso veneno, así: mercurio (procedente de celdas electrolíticas), los cianuros, los compuestos órganofluorados, etc.
c) Bacteriológicos son: microorganismos vegetales (bacterias, hongos inferiores y algas) animales, como los protozoos y gusanos virus En las aguas residuales vertidas por laboratorios farmacéuticos son corrientes estos polucionantes.
ORIGEN, NATURALEZA Y EFECTOS DE LOS PRINCIPALES
CONTAMINANTES DEL AGUA
F
O C
O S
Vertidos de aguas residuales urbanas, industriales, de explotaciones
ganaderas y usos agrarios. Escorrentías de algunos vertederos y de explotaciones mineras. Escorrentías de aguas pluviales. Derrames derivados del transporte de
mercancías. Mareas negras. Otros accidentes
A
G E
N T
E S
Microorganismos Restos fecales Compuestos orgánicos como hidrocarburos, derivados halogenados,
multitud de disolventes, etc. Nutrientes, que aportan fósforo y/o nitrógeno Compuestos inorgánicos que aportan sales, metales pesados, ácidos,
bases, etc. Restos de pesticidas y plaguicidas. Partículas en suspensión de variada
naturaleza y tamaño. Efluentes a temperatura mayor que la del ambiente.
E
F E
C T
O S
Físicos Disminución del agua potable Químicos Biológicos Desaparición de seres vivos Microbiológicos Propagación de enfermedades Organolépticos Eutrofización Acumulación de contaminantes Alteraciones de la cadena alimentaria
346
3.10.5 LEGISLACIÓN APROPIADA. La legislación española sobre vertidos de aguas residuales en los cauces públicos es amplia y dispersa. Distinguiremos dos grupos de normas: De carácter cualitativo reglamentan los procedimientos administrativos. De carácter cuantitativo definen estándares de calidad y concentraciones
máximas admisibles. De carácter cualitativo son: Real Decreto 2473/1985, de 27 de Diciembre, por el que se aprueba la tabla
de vigencia a que se refiere el apartado 3 de la disposición derogatoria de la Ley 29/1985, de 2 de Agosto, de aguas (B.O.E. nº 2, del 02/01/1986).
De carácter cuantitativo: Orden Circular de la Dirección Gral. de Obras Hidráulicas de 21 de Junio de
1.960, sobre Instrucciones y Valoración de las diversas características que corresponden a las aguas de los cauces públicos, según su clasificación establecida por Orden Ministerial de 4 de Septiembre de 1.959.
Ley 34/2007, de 15 de noviembre, de calidad del aire y protección de la
atmósfera (B.O.E. nº 275 del 16/11/2007). Otros Decretos y Órdenes que interesa conocer son: La Ley de Pesca Fluvial de 20 de Febrero de 1.942 reguladora del fomento
y conservación de la pesca fluvial (BOE nº 67 de 08/03/1942). Desarrollada y complementada posteriormente por Leyes Autonómicas.
Decreto 1775/1967, de 22 de julio, sobre el régimen de instalación,
ampliación y traslado de industrias (BOE nº 176 de 25/07/1967) derogado parcialmente y con algunas modificaciones posteriores.
Orden 21/2/73 y orden 17/5/73 sobre lucha contra la contaminación de los
ríos guipuzcoanos. Real Decreto 2473/1985, de 27 de Diciembre, por el que se aprueba la tabla de vigencia a que se refiere el apartado 3 de la DISPOSICION DEROGATORIA de la Ley 29/1985, de 2 de Agosto, de AGUAS (BOE nº 2 de 02/01/1986).
Orden de 13 de Julio de 1993 por la que se aprueba la instrucción para el
proyecto de conducciones de vertidos desde tierra al mar (BOE nº 178 de 27/07/1993).
Real Decreto 849/1986 de 11 de abril (BOE nº 103 de 30/4/1986), por el
que se aprueba el Reglamento del Dominio Público Hidráulico, que desarrolla los títulos preliminar, I, IV, V, VI y VII de la Ley 29/1985, de 2 de
347
Agosto, de AGUAS. Modificado parcialmente por Real Decreto 1315/1992 (BOE nº 288 de 1/12/1992), de 30 de Octubre, y por Real Decreto 606/2003, de 23 de mayo (BOE número 135 de 6/6/2003).
Real Decreto 995/2000, de 2 de junio (BOE nº 147 de 20/6/2000), por el que
se fijan objetivos de calidad para determinadas sustancias contaminantes y se modifica el Reglamento de Dominio Público Hidráulico, aprobado por el Real Decreto 849/1986, de 11 de abril.
Real Decreto LEGISLATIVO 1/2001, de 20 de julio (BOE nº 176 de
24/7/2001), por el que se aprueba el texto refundido de la Ley de Aguas Ley 16/2002, de 1 de julio (BOE número 157 de 2/7/2002), de prevención y
control integrados de la contaminación. Real Decreto 606/2003, de 23 de mayo (BOE número 135 de 6/6/2003), por
el que se modifica el Real Decreto 849/1986, de 11 de abril, por el que se aprueba el Reglamento del Dominio Público Hidráulico, que desarrolla los Títulos preliminar, I, IV, V, VI y VIII de la Ley 29/1985, de 2 de agosto, de Aguas.
Real Decreto 1620/2007, de 7 de diciembre (BOE número 294 de
8/12/2007), por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas.
ORDEN MAM/85/2008, de 16 de enero (BOE número 25 de 29/1/2008), por
la que se establecen los criterios técnicos para la valoración de los daños al dominio público hidráulico y las normas sobre toma de muestras y análisis de vertidos de aguas residuales
348
3.10.6 CLASIFICACIÓN DE LOS CAUCES DE AGUA.
La clasificación española de los cauces públicos es la siguiente: a) Cursos de agua protegidos. Aquellos que abastecen de agua a las
poblaciones. b) Cursos de agua vigilados. Los que se aprovechan para pesca, riego,
abrevaderos, industrias de carácter especial, etc. c) Cursos de agua normales. Los que se aprovechan para usos
hidroeléctricos, industrias, etc. d) Cursos de agua industriales. Evidentemente la nueva ley de Aguas de 1.985, cuando trata de los vertidos obliga a la depuración de las aguas. Normas de Calidad. Como la Legislación es cambiante, hay que consultar la vigente en cada momento. No obstante, ofrecemos a título informativo unos datos sobre la Calidad de las aguas fijada por las 2 tablas siguientes de valores estándares.
1) Estándares de Calidad para los cauces Públicos de aguas, según la circular del M.O.P. de 21 de Junio de 1.960.
Grupo 1º
Cursos protegidos Grupo 2º
Cursos vigilados Grupo 3º1
Cursos normales Temperatura ....................... PH....................................... Enturbamiento..................... Materia en suspensión........ DBO 5 ................................. Oxígeno disuelto ................. Nitrógeno (NH3) .................. Nitrógeno (nitratos) ............. Cloruros .............................. Arsénico.............................. Cromo ................................. Cianuros libres.................... Fluoruros............................. Plomo.................................. Selenio................................ Cobre .................................. Manganeso ......................... Hierro .................................. Zinc ..................................... Fenoles ............................... Aceites y grasas..................
25º C 6,5 – 8,7 1º sílice < 30 mg/l < 10 mg/l > 5 mg/l < 0,5 mg/l < 100 mg/l < 250 mg/l < 0,2 mg/l < 0,05 mg/l < 0,01 mg/l < 1,5 mg/l < 0,1 mg/l < 0,05 mg/l < 0,05 mg/l < 0,05 mg/l < 0,1 mg/l < 5 mg/l < 0,001 mg/l Negativo
25º C (a) 5,3 – 9 1,5 – 4º silice < 60 mg/l < 15 mg/l > 3 mg/l < 1 mg/l < 200 mg < 400 mg/l < 4 mg/l < 0,2 mg/l < 0,1 mg/l < 10 mg/l < 0,5 mg/l < 0,4 mg/l < 3 mg/l < 0,4 mg/l < 5 mg/l < 15 mg/l < 0,002 mg/l Indicios
30º C 5 – 10 6º Sílice < 100 mg/l < 30 mg/l > 1 mg/l
(b) “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “
< 0,5 mg/l
(a) En ríos salmoneros de 20º C (b) Según el destino
349
2) Las concentraciones máximas instantáneas de contaminantes en las aguas residuales que se viertan antes de depuradora a colectores públicos serán las siguientes:
Parámetro (unidad)
Valor máximo admisible
PH............................................................................... Sólidos gruesos .......................................................... Sólidos en suspensión (mg/l) ...................................... D.B.O. 5 (mg/l) ............................................................ D.Q.O (mg/l)................................................................ Temperatura (ºC) ........................................................ Color ........................................................................... Aluminio (mg/l) ............................................................ Arsénico (mg/l)............................................................ Bario (mg/l) ................................................................. Boro (mg/l) .................................................................. Cadmio (mg/l) ............................................................. Cromo III (mg/l) ........................................................... Cromo VI (mg/l)........................................................... Hierro (mg/l) ................................................................ Manganeso (mg/l) ....................................................... Níquel (mg/l) ............................................................... Mercurio (mg/l)............................................................ Plomo (mg/l)................................................................ Selenio (mg/l).............................................................. Estaño (mg/l)............................................................... Cobre (mg/l) ................................................................ Cinc (mg/l) .................................................................. Cianuros (mg/l) ........................................................... Cloruros ...................................................................... Sulfuros (mg/l)............................................................. Sulfitos (mg/l) .............................................................. Sulfatos (mg/l)............................................................. Fluoruros (mg/l)........................................................... Fósforo total (mg/l)...................................................... Nitrógeno amoniacal (mg/l) ......................................... Nitrógeno total Kjeldahl (mg/l)..................................... Nitrógeno nítrico (mg/l) ............................................... Aceites y grasas (mg/l) ............................................... Fenoles (mg/l) ............................................................. Aldehídos (mg/l).......................................................... Detergentes (mg/l) ...................................................... Pesticidas (mg/l) ......................................................... Hidrocarburos (mg/l) ................................................... Total metales (Zn + Cu + Ni + Al + Fe + Cr + Cd + Pb + Sn) (mg/l) .................................................................
Comprendido entre 5,5 y 9,5
Ausentes 500 500
1.000 40
Inapreciable en dilución 1/40 5
1,0 20 5
0,2 3
0,1 5 5 5
0,01 0,5 5 2 5
0,5 0,2 2 2
500 12 20 35 50 20 40 1 2 6
0,05 20
< 20
350
3.10.7 SANEAMIENTO DE AGUAS INDUSTRIALES
Los vertidos industriales se pueden clasificar en tres grupos:
1. Los que tienen un volumen de carga contaminante superior en más del 30% de comunal o del colector público, al que se puede juntar.
2. Aquellos cuyos volúmenes no superan el 5% del comunal
3. El grupo intermedio entre el 5 y el 30%
A su vez, los tres grupos se pueden subdividir: a) Aportan polucionantes específicos compatibles con los urbanos en una
planta depuradora comunal b) Aportan polucionantes de tipo inorgánico, no compatibles A la vista de ambas clasificaciones podemos decir que: Los grupos 1/a, 1/b y 3/b debieran depurar individualmente sus aguas antes
de verterlas al río. El grupo 2/a verterán sus aguas al colector público, que depurará sus aguas. Los casos 2/b se deben estudiar a fondo. industria depuradora 2/a colector y depu- Municipio radora municipal 1/a 1/b 3/a 3/b 2/b
Río
351
Autorización de Vertidos: El Titular de la Instalación deberá presentar en la correspondiente Confederación Hidrográfica, la solicitud de acuerdo a los Modelos Oficiales para la Declaración de Vertidos desarrollados por la Orden MAM/1873/2004 de 2 de Junio (BOE de 18 de Junio). La Declaración de Vertido que contendrá los siguientes aspectos:
Características de la Actividad causante del Vertido. Localización del Punto del Vertido. Características cualitativas, cuantitativas y temporales del vertido,
indicando los valores de los parámetros contaminantes del vertido. Proyecto Instalaciones de Depuraciones Existentes.
3.10.8 DEFENSA DE AGUAS COSTERAS. La legislación que viene al caso está menos desarrollada y puede resumirse así: Orden de la Presidencia del Gobierno de 1 de Junio de 1.963 (referencia
1963/12325 BOE nº 135 de 06/06/1963) por la que se establecen las normas que han de seguirse en la construcción de nuevos buques para evitar la contaminación de las aguas del mar por los hidrocarburos, que impone una concentración máxima de 100 p.p.m de aceite en agua salada, en los vertidos de limpieza de los tanques de carga de los petroleros.
Orden del M.O.P.T. de 13 de Julio de 1993 (BOE número 178 de
27/7/1993), por la que se aprueba la instrucción para el proyecto de conducciones de vertidos desde tierra al mar.
Orden de 27 de Mayo de 1.967 (BOE número 130 de 1/6/1967) por la que
se dictan normas sobre prohibición de vertidos al mar de productos petrolíferos o residuos contaminados procedentes de fábricas o industrias de todas clases.
Convenio Internacional de 4 de Junio de 1.974 (ratificado el 27/2/1.980)
sobre prevención de la contaminación marina de origen terrestre. Ratificado por el INSTRUMENTO DE RATIFICACION DE 27 DE FEBRERO DE 1980 (BOE número 18 de 21/1/1981), DEL CONVENIO PARA LA PREVENCION DE LA CONTAMINACION MARINA DE ORIGEN TERRESTRE, FIRMADO EN PARIS EL 11 DE JUNIO DE 1974.
Instrumento de ratificación de 21 de Mayo de 1.984 del Protocolo sobre la
protección del Mar Mediterráneo contra la contaminación de origen terrestre, hecho en Atenas el 7/5/1980, enmendado por ENMIENDAS al Protocolo para la protección del mar Mediterráneo contra la contaminación de origen terrestre, adoptadas en Siracusa el 7 de marzo de 1996 (BOE número 121 de 19/5/2008).
352
3.10.9 DEPURACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES. Un sistema de depuración es el conjunto de procesos unitarios, de naturaleza física, química o biológica, que permiten eliminar del agua residual aquellas materias que son perjudiciales para su uso posterior. Las materias que se eliminan del agua residual constituyen los fangos o subproductos. Un proceso completo de depuración debe producir: agua utilizable. depuración de los fangos hasta hacerlos inocuos. La materia contenida en el agua residual, o contenido total de sólidos, se define como la materia que permanece como residuo seco después de evaporar a 103-106ºC. El siguiente esquema de categorías de sólidos nos permite un correcto análisis de los sólidos contenidos en aguas residuales.
353
CLASIFICACION de los SÓLIDOS en un AGUA RESIDUAL TIPICA
Conocer la proporción en que se presenta cada una de las clases de sólidos es fundamental para definir la posible línea o proceso de depuración del agua. Si clasificamos los sólidos de un vertido de acuerdo con su tamaño expresando éste de forma logarítmica, obtendremos la siguiente escala:
SÓLIDOS TOTALES (700 p.p.m.)
SÓLIDOS SUSPEN-DIDOS (1200 p.p.m.)
SÓLIDOS FILTRA-BLES (500 p.p.m.)
S. SEDIMENTALES (1000 p.p.m.)
S. NO SEDIMENTA-LES (100 p.p.m.)
S. COLOIDALES (50 p.p.m.)
S. DISUELTOS (450 p.p.m.)
(ST)
(SST)
(SSD)
ORGÁNICOS (75 ppm)
MINERALES (25 ppm)
ORGÁNICOS (75 ppm)
MINERALES (25 ppm)
ORGÁNICOS (40 ppm)
MINERALES (10 ppm)
ORGÁNICOS (160ppm)
MINERALES (290 ppm)
354
CLASIFICACIÓN SEGÚN TAMAÑO de las PARTÍCULAS PRESENTES EN EL AGUA EJEMPLO Rocas.............................................. Piedras............................................ Guijarros ......................................... Flóculos .......................................... Partículas en suspensión................ Materia supra-coloidal..................... Materia coloidal............................... Partículas disueltas.........................
TAMAÑO
1 m = 10º
10 cm = 10-1
1 cm = 10-2
1 mm = 10- 3
100 µ m = 10-4
10 µm = 10-6
1 µm = 10-6
0,1 µm = 10-7
10 nm = 10-8
1 hm = 10-9
10
A = 10-10
Pl
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
NIVELES DE DEPURACION X
Depuración primaria X
Secundaria X
D. Terciaria X
que nos va a servir de base para clasificar los procesos unitarios. Cada proceso unitario elimina la materia de un determinado tamaño. Por consiguiente podemos establecer: Nivel de depuración primario: el que elimina las partículas suspendidas o
sea (SST), las que tiene PL< 4. Nivel de depuración secundario: aquél que elimina partículas coloidales o
subcoloidales, o cuyo PL comprendido entre 4 y 6. Nivel de depuración terciario: elimina partículas disueltas, o cuyo PL se
encuentra entre 6 y 10. Veamos ahora algunos conceptos importantes de la técnica de depuración. Se define como materia orgánica la parte de materia que se oxida y se convierte en gas, a una temperatura de 600ºC. Por el contrario, la inorgánica o mineral, la que a dicha temperatura permanece como ceniza. Los compuestos orgánicos están formados por: 1) C, 02 , H2
Con N2 en algunos casos, y son proteínas, carbonohidratos, grasas y aceites. 2) También aparecen moléculas orgánicas sintéticas: agentes tensoactivos (detergentes), fenoles, pesticidas, insecticidas etc ... Estos últimos (2) no son biodegradables, creando graves problemas de depuración.
355
Los componentes orgánicos por un proceso natural -aerobio o anaerobio- tienden a transformarse en compuestos más estables (nitratos, CO2, sulfatos), que son absorbidos por los vegetales, reintegrándose al ciclo vital. Cuando el vertido es importante, la transformación supera la capacidad asimilativa o autodepuradora del cauce de agua, y se produce degradación o reducción del nivel de oxígeno disuelto, hasta hacer desaparecer la vida. Para determinar la materia orgánica en el agua, se deben realizar varias pruebas, como son: DBO5 = demanda biológica de oxígeno. Mide la capacidad de las bacterias
comunes para digerir la materia orgánica, en un período de incubación de 5 días a 20ºC, analizando la disminución de oxígeno, la cual mide la materia orgánica biodegradable. Expresada como 02 refleja la materia orgánica biodegradable existente en el vertido.
DQO = demanda química de oxígeno. Es la capacidad de una solución de
ácido crómico caliente de oxidar la materia orgánica. Analiza tanto la materia orgánica biodegradable como la que no lo es (refractaria). Expresada como 02 , refleja la materia orgánica total.
COT = Carbono orgánico total. Mide el CO2 producido por los organismos
cuando una muestra de agua se atomiza en una cámara de combustión. Expresado como C.
Por consiguiente, una muestra de agua o vertido debe analizarse determinando estos tres valores y comparándolos con los considerados aceptables en la legislación de Aguas. En la planta depuradora conviene que DBO5 /DQO se aproxime a 1, pues toda la materia orgánica será biodegradable, es decir, podrá ser absorbida por las bacterias aeróbicas. Cuando DBO5 /DQO es 0,5 se considera aceptable, y las bacterias digieren la materia orgánica. 3.10.10 PROCESOS UNITARIOS DE DEPURACIÓN DE AGUA. Recordaremos que hay tres niveles de depuración: primario, secundario y terciario, que dependen del tamaño de las partículas. Los siguientes cuadros simplificados recogen los procesos y las partículas eliminadas
356
PROCESOS UNITARIOS A NIVEL PRIMARIO
Proceso unitario Tamaño partículas separadas pl < 4
P11 Rejas gruesas
P12 Rejas finas
P13 Desarenado
P14 Decantación
P15 Flotación
Partícula típica eliminada
Cuencos Partículas discretas
Salidas sedimentables inorgánicos
Salidas sedimentables orgánicos
Salidas flotantes orgánicos
PROCESOS UNITARIOS A NIVEL SECUNDARIO
Tamaño partículas eliminadas 4 < pl Procesos unitarios P21
Filtro percolador a) Reactor biológico b) Separación fangos
P22
Fangos activos a) Reactor biológico b) Separación fangos
P23 Floculación – Decantación a) Coagulación – Floculeas b) Separador fangos
Partícula típica eliminada
Salidas suspendidos orgánicos
Salidas suspendidos inorgánicos
357
PROCESOS UNITARIOS A NIVEL TERCIARIO
Procesos unitarios Tamaño partículas eliminadas pl < 6
P31
Aireación
P32 Absorción por carbón
P33
Filtración
P34 Cambio iónico
P35
Separación membrana
P36
Desinfección
Partícula típica eliminada
Gases disueltos
Materia orgánica disuelta
Materia mineral disuelta (lamas)
Bacterias y virus
Ci = concentración de la partícula a la entrada Cf = concentración de la partícula a la salida 3.10.11 PROCESOS DE ELIMINACIÓN DE FANGOS. La materia o partículas que se eliminan del agua residual se retienen, normalmente, en forma de una suspensión de sólidos en líquido. Son los fangos o lodos. Pueden ser: Sólidos sedimentados contenidos en el agua bruta. Exceso de microorganismos sintetizados en el tratamiento biológico Productos que se sedimentan de las partículas en suspensión o de carácter
coloidal. Precipitados químicos formados de las reacciones con los reactivos. El volumen de fangos es pequeño en comparación con el del agua depurada, llegando a alcanzar un 0,2% del volumen de agua depurada. Ello exige varios procesos unitarios, que pueden suponer que el tratamiento de fangos alcance de un 25 a un 50% del coste de la depuración. La siguiente tabla representa los procesos unitarios de tratamiento de fangos, que persiguen por una parte reducir el volumen de los mismos y por otra parte depurarlos para que no resulten perjudiciales y dañinos.
siendo 100, x Ci
Cf - Ci R :es proceso cada de orendimient El =
358
PROCESOS UNITARIOS PARA EL TRATAMIENTO DE LOS FANGOS
Modificación de Características
Concentrac.
materia sólida
Eliminación del agua (parcial
Reducción biológica de
mat. orgánica
Destrucción de la materia
orgánica
Reducción de patógenos –
virus F1
Acondicionamiento
F2
Espesamiento
F3
Deshidratación
F4
DIGESTION: a) Aerobia b) Anaerobia
F5
Incineración
F6
Desinfección
Todos estos procesos unitarios, tanto de vertidos como de fangos, suponen equipos y maquinaria, que requieren un buen Mto. Preventivo y Correctivo, dado que los fenómenos de abrasión y corrosión alcanzan valores importantes. 3.10.12 LOS RESIDUOS PELIGROSOS. Residuo es cualquier sustancia u objeto del cual su poseedor se desprenda o del que tenga la intención u obligación de desprenderse según definición desarrollada por la Ley 10/1998 de 21 de abril (BOE número 96 de 22/4/1998) de Residuos. Para conocer si el residuo es peligroso hay que consultar el Listado Europeo de Residuos (L.E.R.) en Orden MAM/304/2002 de 8 de febrero (BOE número 43 de 19/2/2002), por la que se publican las operaciones de valorización y eliminación de residuos y la lista europea de residuos. Se considera PRODUCTOR DE RESIDUOS PELIGROSOS aquellas actividades que generan en su proceso de producción una cantidad anual de residuos Peligrosos superior a las 10 Toneladas.
359
Se considerarán pequeños Productores aquellos que por generar o importar menos de 10 toneladas al año de Residuos Tóxicos y Peligrosos, adquieran este carácter mediante su inscripción en el Registro que a tal efecto llevarán los Órganos Competentes de las Comunidades Autónomas. Residuos Peligrosos. Códigos C y H. Son residuos que presentan características peligrosas para la salud humana, para otros organismos vivos y/o el medio ambiente. Características de Peligrosidad:
H1. Explosivos. H2. Comburentes. H3. Inflamables H4. Irritantes. H5. Nocivos. H6. Tóxicos. H7. Cancerígenos. H8. Corrosivos. H9. Infecciosos. H10. Teratogénicos. H11. Mutagénicos. H12. Sustancias o preparados que en contacto con el agua, aire o
ácido desprendan gases tóxicos. H13. Materias que puedan dar lugar a otras con las características
anteriores (p. ej. lixiviados). H14. Ecotóxico.
Obligaciones de los titulares de las actividades generadoras de Residuos Industriales Peligrosos - Productores.
Autorización de productor. Alta como Productor o pequeño Productor (< 10 toneladas)
Separar y no mezclar Residuos Peligrosos diferentes. Envasar y etiquetar los recipientes que contengan residuos. Almacenar por período inferior a seis meses. Suministrar información al Gestor de sus Residuos.
Legislación de Aplicación:
REAL DECRETO 833/1988, de 20 de julio, por el que se aprueba el REGLAMENTO para la ejecución de la LEY 20/1986, BASICA DE RESIDUOS TOXICOS Y PELIGROSOS (BOE número 182 de 30/7/1988).
ORDEN DE 13 DE OCTUBRE DE 1989 POR LA QUE SE DETERMINAN LOS METODOS DE CARACTERIZACION DE LOS RESIDUOS TOXICOS Y PELIGROSOS (BOE número 270 de 10/11/1989).
LEY 11/1997, DE 24 DE ABRIL, DE ENVASES Y RESIDUOS DE ENVASES (BOE número 99 de 25/4/1997).
360
REAL DECRETO 952/1997, DE 20 DE JUNIO, POR EL QUE SE MODIFICA EL REGLAMENTO PARA LA EJECUCION DE LA LEY 20/1986, DE 14 DE MAYO, BASICA DE RESIDUOS TOXICOS Y PELIGROSOS, APROBADO MEDIANTE REAL DECRETO 833/1988, DE 20 DE JULIO (BOE número 160 de 5/7/1997).
LEY 10/1998, DE 21 DE ABRIL, DE RESIDUOS (BOE número 96 de 22/4/1998).
REAL DECRETO 782/1998, DE 30 DE ABRIL POR EL QUE SE APRUEBA EL REGLAMENTO PARA EL DESARROLLO Y EJECUCION DE LA LEY 11/1997, DE 24 DE ABRIL, DE ENVASES Y RESIDUOS DE ENVASES (BOE número 104 de 1/5/1998).
REAL DECRETO 1481/2001, de 27 de diciembre, por el que se regula la eliminación de residuos mediante depósito en vertedero (BOE número 25 de 29/1/2002).
Orden MAM/304/2002 de 8 de febrero (BOE número 43 de 19/2/2002), por la que se publican las operaciones de valorización y eliminación de residuos y la lista europea de residuos (mencionada anteriormente).
REAL DECRETO 865/2003, de 4 de julio, por el que se establecen los criterios higiénico-sanitarios para la prevención y control de la legionelosis (BOE número 171 de 18/7/2003).
REAL DECRETO 208/2005, de 25 de febrero, sobre aparatos eléctricos y electrónicos y la gestión de sus residuos (BOE número 49 de 26/2/2005).
REAL DECRETO 228/2006, de 24 de febrero, por el que se modifica el Real Decreto 1378/1999, de 27 de agosto, por el que se establecen medidas para la eliminación y gestión de los policlorobifenilos, policloroterfenilos y aparatos que los contengan (BOE número 48 de 25/2/2006).
REAL DECRETO 252/2006, de 3 de marzo, por el que se revisan los objetivos de reciclado y valorización establecidos en la Ley 11/1997, de 24 de abril, de Envases y Residuos de Envases, y por el que se modifica el Reglamento para su ejecución, aprobado por el Real Decreto 782/1998, de 30 de abril (BOE número 54 de 4/3/2006).
REAL DECRETO 105/2008, de 1 de febrero, por el que se regula la producción y gestión de los residuos de construcción y demolición (BOE número 38 de 13/2/2008).
De acuerdo con la Environmental Protection Agency (EPA) de los Estados Unidos, los Residuos Peligrosos se definen como residuos o combinación de residuos que presentan un determinado peligro, ya sea actual o potencial, para la salud humana o para otros organismos vivos debido a alguno de los cuatro motivos genéricos siguientes:
No degradabilidad o persistencia en el lugar de vertido. Posibilidad de efectos nocivos de tipo acumulativo. Posibilidad de sufrir transformaciones de tipo biológico, con agravamiento
de sus efectos. Contenido elevado en componentes letales.
361
Debido a estas características especiales, los residuos peligrosos deben estudiarse desde el punto de vista de: Manipulación Tratamiento. Evacuación o vertido. 1 - Modelo de identificación de residuos peligrosos. La EPA establece el siguiente modelo válido para la identificación de un residuo peligroso
362
NO
SI
NO
SI
SI
SI
SI
NO
NO
NO
NO
SI
SI
NO SI
NO SI
NO SI
NO SI
NO
Corriente Residual
¿Sufre procesos de bioconcentración?
¿Contiene componentes radioactivos en niveles superiores al M P C?
¿Corresponde su reactividad a la categoría 4ª de la NFPA?
¿Tiene un valor letal del LD50 < 50 mg/kg?
¿Toxicidad a la inhalación por gas o niebla de 200 ppm y por polvo LC50 < 2 mg/l?
¿Toxicidad a la penetración LD50 < 200 mg/Kg?
¿Produce una reacción de irritación cutánea grado 8?
¿TLm a 96 h. en el agua ≤ 1000 mg/l?
¿Fitotoxicidad LD50 < 1000 mg/l?
¿Produce cambios genéticos?
¿Otro tipo de residuos?
¿La inflamabilidad pertenece a la categoría 4ª de la NFPA?
Residuos peligrosos
NO
363
La definición de los términos utilizados en el modelo de identificación es la siguiente:
TERMINO
ABREVIATURA SIGLAS
DEFINICION
Concentración máxima
MPC
Niveles de radioisótopos en las corrientes residuales que de ser mantenidas de forma continua darían lugar a dosis máxi-mas permisibles para personal profesionalmente expuesto y que pueden ser considerados como índices de la radiotoxici- dad de los diferentes radionucléicos
Bioconcentración (bioacumulación bioaumento)
Proceso por el cual los organismos vivos concentran un elemento o compuesto a niveles por encima de los que existen en su entorno
Materiales inflamables de la categoría 4 según la Asociación Nacional de Protección contra Incen- dios
NFPA (USA)
Materiales entre los que se incluyen los gases muy inflama- bles y los que en forma de polvos o nieblas forman fácilmen- te mezclas explosivas al ser dispersados por el aire
Materiales reactivos de la categoría 4 según la NPPA
Materiales que por sí mismos son capaces de provocar detonación, o descomposición o reacción explosiva a temperaturas y presiones normales
Dosis letal 50
LD50
Es la dosis calculada de una sustancia química con la que se estima puede morir el 50 por 100 de una población experi- mental de animales, sometida a exposición mediante una vía distinta de la respiratoria. La concentración de la dosis se expresa en miligramos por kilogramo de peso del cuerpo
Concentración letal 50
LC50
Es la concentración calculada con la que, administrada por vía respiratoria, se estima puede morir el 50 por 100 de una población experimental de animales, durante una exposición de 4 h. La concentración ambiental se expresa en miligramos por litro
Grado 8 de irritación cutánea
Indicación de necrosis, resultante de una irritación en la piel, causada por la aplicación de una solución química al 1 por 100.
Límite umbral medio
96-h TLm
Es la concentración de un material que resulta letal al 50 por 100 de una población sometida a prueba, durante un periodo de 96 h. de exposición. La concentración ambiental se expresa en miligramos por litro
Fitotoxicidad
Capacidad para producir reacciones venenosas o tóxicas en las plantas
Límite de inhibición medio
IL-m
Es la concentración a la cual tiene lugar un 50 por 100 de reducción en la biomasa, número de células o actividad fotosintética del cultivo de ensayo comparado frente a un cultivo de control a lo largo de un periodo de 14 días. La concentración ambiental se expresa en miligramos por litro.
Cambios genéticos
Son alteraciones moleculares de los ácidos desoxiribonucléi- cos o ribonucléicos de las células mitóticas o meióticas, re- sultantes de ataques químicos o radiaciones de partículas electromagnéticas.
364
2 - Clasificación de los residuos peligrosos. Las siete categorías siguientes recogen una clasificación completa: a ) Residuos radioactivos. b) “ tóxicos. c) “ biológicos. d) “ oxidantes. e) “ inflamables. f) “ explosivos. g) “ corrosivos. Veamos brevemente cada uno de ellos, y su posible tratamiento: a) Residuos radioactivos.
CLASES
DEFINICION
TRATAMIENTO
1
Nucleicos radioactivos beta y gamma y poco alfa. Dosis radiación < 0,2 R/hora
El tratamiento común a todas las clases es la reducción de volumen, incorporándolos a una matriz y almacenándolos en bidones de 200 litros
2
Igual a 1, pero la dosis superior a 0,2 e inferior a 2 R/hora
3
Igual pero las dosis es superior a 2 R/h.
El almacenamiento se hace en subsuelo, en minas profundas y en alta mar.
4
Residuos sólidos que con- tienen nucleicos emisores alfa y pocos beta y gamma.
Residuos tóxicos. Gran número de residuos químicos son tóxicos. La siguiente tabla de los productos químicos peligrosos, más conocidos:
365
COMPUESTOS INORGÁNICOS
DERIVADOS ORGANICO – HALOGENADOS
Cromato amónico Dicromato amónico Pentafluoruro de antimonio Trifluoruro de antimonio Trifluoruro de arsénico Aleaciones de cadmio Cloruro de cadmio Nitrato de cadmio Oxido de cadmio Fosfato de cadmio Cadmio en polvo Sulfato de cadmio Arseniato cálcico Cianuros de calcio Arsenito cálcico Acido crómico Arseniato de cobre Cianuros de cobre Ion cianuro Hidracina Arseniato de plomo Arsenito de plomo Azida de plomo Cianuro de plomo
Arsenito magnésico Arseniato de manganeso Cloruro mercúrico Cianuro mercúrico Nitrato mercúrico Sulfato mercúrico Mercurio Níquel carbonilo Cianuro de Níquel Acido perclórico (al 72%) Fosgeno (cloruro de carb.) Arsenito potásico Cromato potásico Cianuro potásico Dicromato potásico Selenio Azida de plata Cianuro de plata Arseniato sódico Arsenito sódico Dicromato sódico Cromato sódico Cianuro sódico Monofluoracetato sódico Tetraborano Compuestos de talio Arseniato de cinc Arsenito de cinc Cianuro de cinc
Cloruros aromáticos Acetoarseniato de cobre 2,4-D (2,4 ácido diclorofenioxiacé-tico DDD DDT Demetona Dieldrina Endrina Bromuro de etileno Fluoruros (orgánicos) Heptacloro Cloruro de metilo Binefilos policlorados (PCB´s) Halógenos e interhalógenos Pentafluoruro de bromo Cloro Pentafluoruro de cloro Trifluoruro de cloro Flúor Fluoruro de perclorilo Isocianato de butilo
COMPUESTOS ORGÁNICOS
Acroleína Carcinógenos (en general) Cloropicrina Acetiluro de cobre Triazida cianúrica Diazodinitrofenol (DDNP) Sulfato de dimetilo Dinitrobenceno Dinitrocresol Dinitrofenol Dinitrotolueno Dipentaeritrol hexanitrato (DPEHN) Nitrocelulosa gelatinada (PNC) Glicol dinitrato Fulminato de oro Manitol hexanitrato Nitroanilina Nitrocelulosa Nitroglicerina Compuestos mercúricos orgánicos Pentaclorofenol Acido pícrico Dinitrobenzofuroxano plástico (KDNBF) Cloracetofenona Tetrazona VX (etoxy-metil fosforil N, N fipropoxi – (2-2 tiocolina)
366
Cuando un residuo industrial contiene algunos componentes químicos de la tabla anterior en niveles de concentración superiores o iguales a los “límites umbrales medios", la totalidad del residuo se considera tóxico o peligroso. Legislación: Orden de 12 Noviembre 1987, sobre normas de emisión, objetivos de calidad y métodos de medición de referencia relativos a determinadas sustancias nocivas o peligrosas contenidas en los vertidos de aguas residuales (BOE número 280 de 23/11/1987). El proceso de tratamiento mas utilizado para eliminar estos residuos es la INCINERACION, que anteriormente explicamos. c) Residuos Biológicos. Las principales fuentes de residuos biológicos peligrosos son los hospitales, laboratorios farmacéuticos y la investigación biológica en general.
CLASE
DEFINICION
TRATAMIENTO
1
2
3
4
Tejidos malignos: quistes, tumores Jeringuillas, agujas, vendajes, drogas, medicinas. Animales muertos Subproductos de industrias biológicas
Incineración
Incineración
d) Residuos oxidantes. Muchos productos, por su constitución química, son capaces de suministrar oxígeno, aún en ausencia de aire. Algunos necesitan calor para ceder oxígeno, pero otros no lo necesitan, y cuando entran en contacto con productos inflamables, pueden producirse fuegos y explosiones peligrosas. Deben ser almacenados en bidones herméticos y sellados, antes de ser enviados para su tratamiento. Son aquellos residuos que contengan alguno de los siguientes compuestos: Residuos orgánicos e inorgánicos, óxidos, permanganatos. Cloratos, percloratos, persulfatos. Nitritos orgánicos e inorgánicos, nitritos orgánicos e inorgánicos. Yodatos, peryodatos, bromatos. Perselenatos, perbromatos, perboratos. Cromatos, ozono.
367
e) Residuos Inflamables. Pueden ser sólidos, líquidos y gases, aunque predominan los de forma líquida. Fundamentalmente son: disolventes, aceites, plastificantes. cuerpos que en contacto con el agua o la humedad desprenden gases
inflamables: nitruros, carburos, sulfuros, litio, sodio, calcio, rubidio y cesio. cuerpos que por reacción con ácidos o vapores ácidos desprenden gases
inflamables: arsénico y cianuros, sodio y cesio Las áreas que contengan estos productos deben estar alejadas de ambientes húmedos o ácidos, y deben llevar dispositivos contraincendios. f) Residuos Explosivos. Son aquellos residuos que, en determinadas condiciones de temperatura, por acción de algún reactivo químico, o bajo el efecto de una percusión, se descomponen rápidamente produciendo una explosión. Todos los productos inflamables pueden entrar en esta categoría, amén de productos militares específicos. g) Residuos Corrosivos. Muchos productos químicos resultan corrosivos, y sus vapores resultan peligrosos por cuanto producen deterioro a medio y largo plazo. Los residuos que contengan estos productos químicos dan lugar al uso de materiales anticorrosivos y especiales, que implica un Mto. riguroso. 3.10.13 RUIDOS. El efecto más importante del ruido en el hombre es la pérdida de audición permanente que puede experimentar como consecuencia de exposiciones prolongadas a niveles elevados. La legislación existente en materia de ruido - industrial trata de disminuir el riesgo de que se produzca una pérdida de audición en los individuos expuestos a él. El nivel sonoro límite máximo recomendado internacionalmente es 85-90 dB (A) para exposiciones de ocho horas diarias y cinco días a la semana (1). Para exposiciones distintas, este valor límite se modifica en + 3 dB según se reduzca a la mitad o se doble el tiempo de exposición. Otros efectos del ruido en el hombre son molestia, interferencia con la comunicación hablada, posibles modificaciones en el rendimiento y eficacia, etc.
368
La Ordenanza General de Higiene y Seguridad en el Trabajo indica en relación con la Protección de los oídos:
1.- Cuando el nivel de ruidos en un puesto o área de trabajo sobrepase los 80 decibelios, será obligatorio el uso de elementos individuales de protección auditiva.
2.- Para los ruidos de muy elevada intensidad se dotará a los trabajadores que hayan de soportarlos de auriculares con filtro, orejeras de almohadilla, discos o casquetes antirruidos o dispositivos similares.
3.- Cuando se sobrepase el dintel de seguridad normal será obligatorio el uso de tapones contra el ruido de goma, plástico, cera maleable, algodón o lana de vidrio
4.- Los elementos de protección auditiva serán siempre de uso individual.
La Ordenanza General de Protección del Medio Ambiente Urbano del Ayuntamiento de Madrid, de fecha 30/10/85, exige que en los dormitorios de los afectados, el nivel de presión sonora no deberá exceder de los 30 dB (A) a partir de las 22 horas hasta las 8 h. A un metro de la pared y en la posición de la cama. Hay criterios internacionales para los niveles de ruido permisibles en distintos tipos de zonas. Resumen de lo indicado en el REAL DECRETO 1316/1989, DE 27 DE OCTUBRE, SOBRE PROTECCION DE LOS TRABAJADORES FRENTE A LOS RIESGOS DERIVADOS DE LA EXPOSICION AL RUIDO DURANTE EL TRABAJO (B.O.E. Nº 263 de 2-11-89), derogado en la forma indicada por REAL DECRETO 286/2006, de 10 de marzo (BOE número 60 de 11/3/2006), sobre la protección de la salud y la seguridad de los trabajadores contra los riesgos relacionados con la exposición al ruido
DIAGNOSTICO
NIVEL
SONOMETRIAS
CON MEDICO RESPONSABLE AUDIOMETRIAS
PROTECCION
PERSONAL
VARIOS
(LAeqd) x ≤ 80 dBA
(Pico) x ≤ 140 dB
-
-
-
-
80 < x ≤ 85
TRIENAL
QUINQUENAL
SI SE SOLICITA,
DAR
INFORMAR Y/O
FORMAR
85 < x ≤ 90
ANUAL
TRIENAL
DAR A TODOS
IDEM
X > 90 y/o
(Pico) x > 140
ANUAL
ANUAL
A TODOS OBLIGA-TORIO, USAR Y
SEÑALIZAR
IDEM PROGRAMA
DE MEJORA ¿< x <?
Inicialmente o nuevo
ANTES DEL 31-3-90
PREVIO A LOS 2
MESES
369
PUNTOS DE INTERES MOTIVO: Adecuación de la Directiva C.E.E. de Ruido al Estado Español.
Derogado el Art. 31.9 de la Ordenanza General de Seguridad e Higiene en el Trabajo.
Entrada en vigor: 1-1-90. Evaluaciones de exposición a ruido antes de 31-3-90. Sonometrías y Audiometrías con periodicidad, en función de los niveles de
ruido. Lo mismo en cuanto a dotación y uso de Protectores de oído. Mediciones de Ruido de Nivel Diario Equivalente (LAeq,d ) y Pico. Programas de mejora con Nivel Diario Equivalente(LAeq,d) 90 dBA y
Pico>140 Registro y archivo durante 30 años. Política de compras, ventas e ingeniería sobre niveles de ruido. Política de información, formación y participación de los representantes
sociales. Define instrumentos y métodos de medida (sonometría y audiometría) Legislación adicional de aplicación: LEY 37/2003, de 17 de noviembre, del Ruido (BOE número 276 de 18/11/2003). REAL DECRETO 1513/2005, de 16 de diciembre (BOE número 301 de 17/12/2005), por el que se desarrolla la Ley 37/2003, de 17 de noviembre, del Ruido, en lo referente a la evaluación y gestión del ruido ambiental. REAL DECRETO 1367/2007, de 19 de octubre (BOE número 254 de 23/10/2007), por el que se desarrolla la Ley 37/2003, de 17 de noviembre, del Ruido, en lo referente a zonificación acústica, objetivos de calidad y emisiones acústicas. Código Técnico de la Edificación. Decretos Autonómicos y Ordenanzas Municipales.
370
371
TABLA A del RD 1367/2007 que se incluye a título de ejemplo sobre objetivos de calidad acústica en áreas urbanizadas existentes.
3.10.14 TÉCNICAS Y CRITERIOS DE CONTROL Y ELIMINACIÓN DEL RUIDO. Los aspectos que deben considerarse en el planteamiento de una acción de control de ruido en una instalación industrial son: a) Fuente sonora, definida por: La potencia sonora que radia al medio que le rodea. El espectro sonoro, es decir, la distribución de la potencia sonora emitida en
función de la frecuencia. La directividad de la fuente. La evolución con el tiempo de las características anteriores. b) Transmisión de las ondas sonoras, comprendiendo: Las características del medio en que se propagan las ondas sonoras. La absorción acústica de los distintos materiales existentes en el medio. La pérdida de transmisión de la energía acústica al cambiar de medio. La presencia de obstáculos.
372
c) Receptor, caracterizado por: La sensibilidad del individuo, función del nivel sonoro y de la frecuencia. El tiempo de exposición al ruido. Sobre cada uno de estos elementos se podrá ejercer una acción de control destinada a conseguir una disminución determinada FUENTE TRANSMISION RECEPTOR DESPLAZA CERRAMIENTOS HORARIO RESTRINGIDO MODIFICA ABSORCIÓN ACUS- PROTECTORES AUDITIVOS REEMPLAZA TICA ROTACION PUESTOS TRABAJO MAQUINA ATENUADORES BARRERAS AISLAMIENTO VI- BRACIONES
3.10.15 ACCIONES SOBRE LA FUENTE SONORA. Siendo este método el más directo para la reducción de los niveles sonoros emitidos por las distintas fuentes, en la práctica es el más difícil de aplicar por la necesidad de conocer los principios físicos y mecánicos de funcionamiento de los diversos elementos que generan el ruido, sus vías de transmisión una vez originados, a través de la estructura de la fuente y, finalmente, las superficies de ésta que lo radian al medio ambiente circundante.
Las soluciones generales de control en la fuente son:
Reducir las fuerzas de impactos o impulsos. Reducir las fuerzas de fricción. Incrementar el amortiguamiento. Reducir las vibraciones. Alterar las frecuencias de resonancia. Minimizar el acoplamiento entre las fuentes y las superficies radiantes. Eliminar el balanceo de masas. Modificar las condiciones aerodinámicas de la fuente sonora. Etc. La complejidad de muchas de estas soluciones hace que esta acción se realice en programas de investigación en ingeniería de diseño.
373
Otras posibles acciones sobre la fuente sonora menos complicadas comprenden el desplazamiento de éstas y/o su reemplazamiento por otras menos ruidosas. 1) Desplazamiento de la fuente sonora, La forma más sencilla de conseguir una reducción del nivel sonoro existente en un determinado punto es alejar de él la fuente sonora, que origina dicho nivel. Sin embargo, esta solución no es factible en muchas situaciones, bien sea por falta de espacio, por razones económicas, etc. A partir de una cierta distancia a una fuente sonora cualquiera, esta puede considerarse como puntual y el nivel de presión sonora en condiciones de campo libre, está dado por la expresión:
SPL = SWL + D Iφφφφ - 20 log r - A - 11 (1) donde: SPL = nivel de presión sonora en el punto situado en la dirección ∅∅∅∅, a la
distancia de la fuente. SWL = nivel de potencia sonora de la fuente. DI∅∅∅∅ = índice de direccionalidad de la fuente (en caso de no direccionalidad y
para radiación hemisférica, DI∅∅∅∅ = 3). r = distancia del punto considerado a la fuente. A = atenuación debida a las condiciones ambientales. 11 = 10 log 4π La ecuación 1 permite establecer la variación de los niveles de presión sonora SPL1, y SPL2, en dos puntos situados en la misma dirección y a distancias r1, y r2 de la fuente:
Esto representa una variación de 6 decibelios cada vez que se dobla la distancia a la fuente. En la práctica, este valor teórico se ve modificado: En espacios abiertos, por las atenuaciones debidas a la absorción acústica
del aire, a la vegetación, etc.; consecuentemente, debe esperarse un valor superior al teórico para la variación del nivel de presión sonora con la distancia.
(2) rr
log 20 - SPL SPL1
212 =
374
En recintos cerrados, por las condiciones de contorno; así, la presencia de paredes reflejantes acústicamente da lugar que las ondas sonoras se reflejen sucesivamente, originando que el nivel de presión sonora aumente en puntos alejados de la fuente y que se mantenga prácticamente constante al variar la distancia.
La disminución del nivel de presión sonora con la distancia se aproximará más al valor teórico (6 dB/doble distancia) cuanto mayor sea la absorción acústica existente en el interior del recinto. 2) Sustitución de las fuentes sonoras. El reemplazamiento de una fuente sonora por otra menos ruidosa es una solución sencilla y efectiva de control de ruido; no obstante, y por razones económicas principalmente, es difícil de realizar en la mayor parte de las situaciones en instalaciones industriales ya existentes. Sin embargo en las nuevas instalaciones, esta solución es sencilla de aplicar, ya que en la etapa de diseño se pueden seleccionar los equipos y procesos menos ruidosos. 3.10.16 ACCIONES SOBRE LA PROPAGACIÓN. Esta solución es quizá la más práctica en la mayoría de las situaciones, siendo, por lo tanto, la más empleada, independientemente de que se puedan, además, realizar acciones sobre la fuente o sobre el receptor. Las acciones de control sobre la propagación comprenden: Empleo de barreras acústicas. Colocación de material absorbente. Uso de cerramientos. Instalación de atenuadores o silenciadores. El conocimiento de las características de las fuentes definidas anteriormente y las vías de propagación de las ondas sonoras, permiten hacer predicciones, en la mayor parte de las situaciones, de los niveles sonoros esperados con bastante exactitud y, consecuentemente, ejercer acciones de control aún desde el estado de proyecto, antes de que el problema esté presente. 1) Barreras acústicas. Constituyen barreras acústicas aquellas superficies sólidas que se interponen en la marcha de las ondas sonoras impidiendo la propagación de éstas y creando una zona silenciosa llamada "sombra acústica", La atenuación de una barrera no es función única de sus dimensiones, sino que también depende de las distancias relativas del observador y de la fuente a la barrera.
375
En el empleo de barreras acústicas debe tenerse en cuenta que: En ambientes semireverberantes su efecto sólo es apreciable en zonas
próximas a ellas, ya que solamente las ondas directas serán atenuadas, mientras que las ondas reflejadas por las superficies sólidas del recinto se propagarán por la teórica zona de sombra acústica.
La pérdida de transmisión de la barrera debe ser varios decibelios superior
a la atenuación que se espera conseguir, para que su empleo sea efectivo. Deben evitarse los acoplamientos entre la fuente sonora y la barrera, para
impedir que ésta se transforme en una fuente sonora secundaria, debido a las vibraciones transmitidas.
Siempre que sea posible, la superficie visible por la fuente sonora deberá
estar recubierta por material absorbente acústico, evitándose de esta forma la reflexión de las ondas sonoras.
Cuando la barrera esté formada por paneles, deberán eliminarse las juntas
entre éstos, evitándose así caminos fáciles para la transmisión del sonido con la consiguiente disminución de la efectividad de la barrera.
2) Tratamiento acústico de interiores. La propagación del sonido en recintos cerrados se ve modificada por las paredes de éste. Las ondas sonoras, al chocar contra superficies sólidas, pierden parte de su energía, al ser absorbida por los materiales de que están constituidas, y parte es reflejada. En el caso ideal que las paredes fuesen totalmente absorbentes, no existirían ondas reflejadas. Si por el contrario, el recinto fuese de paredes totalmente reflejantes, las ondas sonoras sufrirían una serie de reflexiones, produciéndose ecos. En esta situación el nivel de presión sonora en el interior del recinto se mantiene prácticamente constante con la distancia (salvo en puntos muy próximos a la fuente y a las paredes) y se dice que el campo es reverberante. La experiencia nos enseña que: El empleo de materiales absorbentes en superficies interiores sólo reduce el
nivel sonoro en puntos lejanos a la fuente, donde predomina el campo reverberante. Cerca de ésta el efecto es despreciable, pues predomina el campo directo.
En la práctica, con el uso de materiales absorbentes se obtiene una
reducción máxima del nivel de presión sonora de aproximadamente 10 dB. Cuando existan pocas fuentes sonoras en un recinto reverberante, la
adición de absorción acústica podrá ocasionar una apreciable disminución del nivel sonoro, especialmente en puntos alejados de las fuentes.
376
En situaciones en las que existan gran número de fuentes sonoras en un recinto, tanto reverberante como con una cierta absorción, la adición de materiales absorbentes no produce, en general, una apreciable disminución del nivel de presión sonora en puntos del recinto, por cuanto en éstos predomina el campo directo al estar próximos a las fuentes de ruido.
Los diversos materiales empleados como absorbentes acústicos pueden dividirse en: Materiales porosos o disipativos. Membranas o paneles resonadores. Resonadores de Helmhotz o de cavidad. La magnitud que define la absorción acústica de estos materiales es el coeficiente de absorción «, definido como la relación entre las energías sonoras absorbidas por un material y la incidente en él. Valores de « igual a 1 indican que toda la energía sonora incidente es absorbida, mientras que x = 0 representa que toda la energía es reflejada. La figura muestra los coeficientes de absorción típicos para cada uno de estos tres tipos de materiales.
a) Materiales porosos: Disipan la energía acústica transformándola en calor en el interior de los orificios que presentan. El máximo de eficacia ocurre a altas frecuencias, donde las longitudes de onda coinciden con los espesores normales de los materiales utilizados. Pertenecen a este tipo de absorbentes la fibra de vidrio, la lana mineral, la espuma de poliuretano, etc.
b) Membranas resonadoras: Convierten la energía sonora en calorífica,
como resultado de las deformaciones ondulatorias de un panel al ser excitado por un sonido incidente. El máximo de absorción ocurre en la región de las bajas frecuencias y para la frecuencia de resonancia fr definida por:
d m
60fr =
donde: m = Masa del panel, en Kg/m2
d = espesor de la cámara de aire, en m. El coeficiente de absorción depende del grado de amortiguamiento del material empleado. Aumentando el amortiguamiento del panel se amplía la banda de frecuencias absorbidas, si bien puede disminuirse el coeficiente de absorción. Este, por otra parte, puede aumentarse colocando material poroso en el espacio de aire situado detrás de la membrana.
377
c) Resonancias de Helmholz: la disipación de energía se produce al hacer
oscilar las ondas sonoras el aire contenido en pequeñas cavidades. Presentan un coeficiente de absorción muy elevado, pero que se extiende sobre una banda de frecuencias muy estrecha. Este máximo de absorción ocurre a la frecuencia de resonancia fr dada por la expresión:
donde: D = Velocidad del sonido en m/s S = sección del cuello de la cavidad en m2
I = longitud del cuello, en m
V = volumen de la cavidad, en m3 (figura) La anchura de banda de las frecuencias absorbidas puede ampliarse colocando material poroso en el interior de la cavidad, pero se disminuye en este caso el coeficiente de absorción del resonador.
1,0
0,8
Material poroso
0,6
Resonancia Helmholtz
0,4
0,2
CO
EF
ICIE
NT
E D
E A
BS
OR
CIO
N
Membrana resonadora
65 125 250 500 1K 2K 4K 8K FRECUENCIA H2
CUELLO VOLUMEN CAVIDAD LONGITUD
(10) s/IV 2
C f1 π
=
378
3) Cerramientos. Uno de los métodos más empleados para realizar acciones de control de ruido en fuentes sonoras ya instaladas, es el uso de cerramientos acústicos. Como su nombre indica, esta técnica de control consiste en encerrar la fuente sonora mediante una cabina más o menos complicada. Este método se basa en la pérdida de energía que experimentan las ondas sonoras al cambiar de medio. Cuando una onda sonora incide en su propagación con una superficie sólida, parte de su energía es reflejada al medio en que se propaga y parte es transmitida al segundo medio. En el caso de que la superficie sólida tenga un cierto espesor, el efecto será el que se indica en la figura: parte de la energía sonora de la onda incidente será reflejada y parte transmitida al existir un cambio de medio (aire-sólido)
La experiencia nos enseña que: La pérdida de transmisión aumenta 6 dB al duplicarse la masa superficial
del panel. Esto se conoce por la Ley de Masa. En el empleo y diseño de cerramientos acústicos debe considerarse: Debe entenderse como cerramientos y cabinas tanto aquellas instalaciones
que evitan que el ruido producido por una fuente se radie al medio entorno a ella, como aquellas otras que son colocadas en un medio ruidoso a fin de obtener un área con menor nivel sonoro. Pueden incluirse en este último punto los tabiques en edificación, techos, etc.
379
La pérdida de transmisión es función de la frecuencia; las bajas frecuencias
se transmiten más fácilmente que las altas. Consecuentemente, el rendimiento de un material sólo está bien definido conociendo la pérdida de transmisión en función de la frecuencia. Sin embargo, el valor medio puede ser estimativo, y como tal debe ser considerado.
La pérdida de transmisión depende del ángulo de incidencia de las ondas
sonoras. Los materiales a emplear en el cerramiento deben tener unas pérdidas de
transmisión adecuadas al aislamiento que se desea obtener y según el espectro del ruido producido por la fuente sonora. Esto puede originar que sea necesario el uso de paneles compuestos formados por láminas de diversos materiales, bien sean superpuestos o dejando una cámara de aire entre las superficies. En estos casos, la pérdida de transmisión del panel compuesto es inferior a la suma aritmética de las pérdidas de transmisión de los paneles simples que le constituyen.
Al encerrar una fuente sonora, existirá un aumento del nivel de presión
sonora en los puntos interiores como consecuencia. del aumento del campo reverberante. Para evitar este aumento del nivel sonoro, debe colocarse material absorbente acústico en la parte interior de las paredes del cerramiento.
4) Atenuadores. Se llaman atenuadores o silenciadores aquellos elementos que se instalan en conducciones de fluidos que transportan energía sonora para la absorción de ésta. En la industria, el uso de atenuadores es una forma de control del ruido proveniente de: Las pulsaciones de presión en compresores y bombas. El flujo turbulento a alta velocidad en las válvulas de control. Los escapes de gas a alta presión en equipos neumáticos. Los flujos de aire creados por los sistemas de ventilación y calefacción. Etc. Los atenuadores pueden ser de absorción o reactivos: a) Atenuadores de absorción: Estos sistemas se basan en la disipación
progresiva de la energía sonora mediante el empleo de materiales absorbentes. Presentan una atenuación apreciable del sonido en una amplia gama de frecuencias, por lo que se emplean, preferentemente, en sistemas de aire acondicionado, ventiladores, etc.
380
El modelo más sencillo de un atenuador de este tipo consiste en un conducto cuyas paredes están recubiertas por un material absorbente. La atenuación para las ondas sonoras propasándose paralelas al eje del conducto puede calcularse mediante la expresión:
donde: A = atenuación por unidad de longitud en dB/m. α = coeficiente de absorción del material que recubre las paredes internas. P = perímetro del conducto, en m. S = sección del área abierta del conducto, en m2. La atenuación dada en la ecuación varía de la siguiente forma: Para bajas frecuencias, al ser α pequeño, el valor de A es, asimismo,
pequeño. Al aumentar la frecuencia, aumenta el valor de A, pasando por un máximo.
La frecuencia a que este máximo se produce depende no sólo de las propiedades del material absorbente, sino también de las dimensiones del conducto.
Para altas frecuencias, hay una disminución entre los valores teórico y real
de la atenuación, debido a que las longitudes de onda asociadas son más pequeñas que las dimensiones del conducto y su trayectoria pasa de ser paralela al eje a oblicua, siendo, consecuentemente, menos absorbida por los materiales colocados al efecto en las paredes internas del conducto.
Una mayor atenuación por unidad de longitud del conducto puede obtenerse por la instalación de separadores. El efecto de estos elementos es de obtener un conjunto de conductos absorbentes cuya anchura es pequeña con relación a la altura; consecuentemente, se obtiene un mayor valor para la expresión P/S. Sin embargo, esto puede originar una pérdida de carga, que debe ser compensada aumentando, con respecto al conducto inicial, el área de la sección abierta. b) Atenuadores reactivos: Están constituidos por una serie de cavidades
intercomunicadas, con cambios de sección. Se basan en las reflexiones que experimentan las ondas sonoras como consecuencia de las variaciones de impedancia acústica.
La atenuación que ofrecen estos sistemas depende en gran manera de su geometría y diseño, siendo muy selectivos en cuanto a las frecuencias que
S
P 1,05 A 4,1α=
381
atenúan, por lo que se emplean en el control de ruidos que presentan tonos puros o frecuencias discretas.
3.10.17 ACCIONES SOBRE LOS RECEPTORES. Para ejercer una acción de control de ruido en el receptor deben considerarse dos situaciones distintas y claramente definidas: a) El receptor está sometido al ruido propio de la actividad que realiza. b) El receptor está sometido al ruido producido por otras actividades ajenas a él. En la primera situación el control se realiza mediante: Una reducción de la exposición diaria al ruido, es decir, alternando los
períodos en los cuales el individuo está sometido a niveles sonoros elevados con otros períodos más tranquilos y silenciosos. Esto se consigue mediante rotación de los puestos de trabajo, horario restringido, instalación de cabinas donde poder descansar de los niveles sonoros elevados, etc.
En las situaciones anteriores donde se combinan dos o más períodos de exposiciones diferentes, es oportuno la utilización del concepto de Dosis de Ruido, definido como:
n
n
3
3
2
2
1
1
TC
...TC
TC
TC
DR ++++=
donde: Cn = tiempo total de exposición a un nivel sonoro determinado. Tn = tiempo total de exposición permitida a ese nivel (Tabla I)
TABLA I.- NIVELES DE RUIDO PERMITIDOS
Horas diarias de exposición
Nivel sonoro
8 6 4 3 2
1½ 1 ½
¼ ó menos
90
91,5 93
94,5 96
97,5 9
103 106
382
Si la Dosis de Ruido excede la unidad, el individuo se encuentra por encima de los límites establecidos y existe riesgo de pérdida de audición inducida por ruido. La idea de alternar los períodos de exposición a niveles elevados con otros más silenciosos, es la de conseguir que la Dosis de Ruido sea inferior a la unidad. El uso de protectores personales, tales como tapones (de algodón, fibra de
vidrio, caucho, etc.) y auriculares u orejeras (con banda elástica de sujeción de espuma o fluido, etc.)
En la figura se presentan las atenuaciones para alguno de estos
elementos.
0
10
Tapones algo- dón
20
30
Tapones fibra de vidrio
40
Orejeras con banda pulida
50
AT
EN
UA
CIO
N d
B
125 250 500 1000 2000 4000 8000 FRECUENCIA Hz
En el caso en el que el receptor recibe el ruido de fuentes ajenas a él, las técnicas de control pueden ser: Aislamiento acústico del local en que se encuentra. Tratamiento acústico de interiores. Instalación de barreras. Emisión de sonidos (por ejemplo, música ambiental), que enmascaran el
ruido. Etc.
383
3.10.18 PRÁCTICA DE LA INSONORIZACIÓN. 1 - Sonómetro Es un aparato que señala el Nivel de Sonido, que puede ser de tres tipos: Nivel A - Referido al que percibe subjetivamente el oído humano. Nivel C - Referido al sonido objetivamente producido por la máquina. Nivel B - No utilizado. El sonómetro puede detectar los tres niveles en su escala de decibelios (dB)
20 10 40 1 80 D B 0 300 A B C
2 - Separador de frecuencias El margen de frecuencias audibles se extiende desde los 20 HZ y los 20 KHZ; sin embargo, la sensibilidad varía notablemente dentro de dicho margen. Se ha comprobado que el oído es más sensible a las frecuencias comprendidas entre 500 HZ y 4 KHZ. Los separadores de frecuencia actúan entre 63 HZ y 8 KHZ, y señalan los decibelios para cada frecuencia emitida por la máquina o instalación. Para cada frecuencia se anota el nivel sonoro del sonómetro y se dibuja una curva sencilla o espectro sonoro
384
1000 2000 110 6000 65 Hz 8000 A B C dB 65 125 250 500 1000 2000 4000 8000
3 - Nivel sonoro global El nivel sonoro GLOBAL o presión sonora se determina recurriendo a dos sencillas tablas (1 y 2):
TABLA I
Frecuencia
Compensación (dB) para que produzcan igual sonoridad al oído
63........................................................................... 125........................................................................... 250........................................................................... 500........................................................................... 1 K ........................................................................... 2 K ........................................................................... 4 K ........................................................................... 8 K ...........................................................................
- 26,1 - 16,1
- 8,6 - 3,2
0,0 + 1,2 + 1,0 + 1,1
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
65 125 250 500 1000 2000 4000 8000
385
TABLA 2
Diferencia entre dos niveles (dB)
Valor que se debe añadir al nivel más alto para obtener el nivel resultante
0............................................................................... 1............................................................................... 2............................................................................... 3............................................................................... 4............................................................................... 5............................................................................... 6............................................................................... 7............................................................................... 8............................................................................... 9............................................................................... 10 ó más ..................................................................
3,0 2,5 2,0 1,8 1,5 1,2 1,0 0,8 0,6 0,3 0,0
En la curva del apartado anterior, el nivel GLOBAL, lo determinaríamos de la siguiente manera:
Frecuencia SPL (dB) SPL (compensado) (Tabla 1)
63.................................................. 125................................................ 250................................................ 500................................................ 1000.............................................. 2000.............................................. 4000.............................................. 8000..............................................
78 ................................................. 86 ................................................. 90 ................................................. 91 ................................................. 95 ................................................. 90 ................................................. 81 ................................................. 65 .................................................
51,9 69,9 91,4 87,8 95,0 91,2 82,0 63,9
El nivel GLOBAL compensado se obtendrá por medio de la Tabla 2 y de los valores compensados anteriores. 51,9 69,9 69,9 91,4 91,4 93,1 87,8 97 95 97,7 91,2 97,7 82 97,7 dB 63,9 El nivel sonoro de esta máquina (98 dB) supera los 90 dB, y por lo tanto deberán tomarse medidas técnicas, que lo rebajen.
386
4 - Práctica del apantallamiento Estas medidas corresponden a la zona del espectro sonoro, o sea para frecuencias de 1000 a 2000 HZ 1 2 3 Toda pantalla insonorizante consta de: Tabique externo (1) Material insonorizante (2) fuera dentro Chapa perforada (3) Se elige la pantalla, de tal suerte que elimine o rebaje las frecuencias máximas del espectro (máximo de la curva). a) Elección del tabique externo. Se emplea la fórmula de Berger:
A = atenuación en dB, que fijo M = peso en gramos/cm2 del tabique externo W = frecuencia en HZ más alta (de la cúspide) b) Material insonorizante Normalmente se elige lana de vidrio de diversas densidades y espesores, de acuerdo con el siguiente cuadro: Densidad Frecuencias graves medias altas 10/15 Kg/m3........................................................ - B MB 20/40 “ .......................................................... A MB MB 60/80 “ ........................................................... B MB MB 100/120 .......................................................... B MB - A = aceptable B = buena MB= muy buena - = mala
siendo ),82
MW (1 log 20 A +=
387
Espesores Frecuencias 40/80 mm ................................................................. 250 a 2.000 HZ 20/25 mm ................................................................. de 2.000 HZ en adelante c) Chapa perforada % de perforación Frecuencias 11 a 16 ..................................................................... 250 a 500 HZ 16 a 22 ..................................................................... 1.000 a 2.000 HZ 30 ............................................................................. 4.000 a 8.000 HZ Ejemplo real Se pretende analizar y eliminar el ruido emitido por una turbina de vapor de una Central Térmica, productora de electricidad. Para ello se ha determinado, por el procedimiento anteriormente expuesto, la evolución del nivel sonoro entre los años 2.003 y 2.006, cuyos valores son los siguientes:
db HZ 21/6/06 22/6/03 63 ....................................................................... 49 92 125 ..................................................................... 51 94 250 ..................................................................... 55 101 500 ..................................................................... 57 97 1.000 .................................................................. 59 91 2.000 ..................................................................116 89 4.000 .................................................................. 97 77 8.000 .................................................................. 90 67 Puede apreciarse claramente el predominio de las altas frecuencias, con un punto muy agudo en los 2.000 HZ y desplazamiento de las frecuencias hacia la zona de altas frecuencias, con reducción notable de las bajas y gran parte de las frecuencias medias. Salta a la vista que el principal generador de ruido es el reductor, que gira a muy altas revoluciones, por lo cual se piensa en apantallar dicho conjunto más la propia turbina, dejando libre el generador eléctrico. El cálculo de absorbentes lo haremos en función del espectro actual (1.996), después de que el Servicio de Mto. proceda a inspeccionar el reductor en parado, para comprobar el estado de los dientes de las ruedas de engranajes, y sus correspondientes juegos. En el caso de que el espectro persistiera, o fuera similar, el sistema insonorizante sería el siguiente:
388
Capotaje en envolvente total móvil para manipulación en la turbina. En caso de colocación de portezuelas o ventanillas, el contacto entre las partes rígidas perimetrales de éstas y las de sus correspondientes alveolos se hará por medio de material elástico. El espectro sonoro nos señalará las características del capotaje: De fuera a dentro: a) armadura metálica sustentadora del conjunto. b) envolvente (2 variantes):
1) madera aglomerada 2) chapa de 2 mm. con varillas soldadas en diagonal y una aplicación y
pintura insonorizante. c) recubrimiento interior de fibra de vidrio bakelizada de 15 a 20 Kg/m3, con
un espesor de 20 a 25 mm. d) La ausencia de frecuencias graves nos libera de la pared en sandwich
con chapa perforada, bastando el uso en el interior de metal deployé o simple malla de alambre, siempre que la sujeción no esté unida rígidamente a la envolvente externa.
3.10.19 VALORES MEDIOS SOBRE RUIDOS DE MAQUINARIA. Presentamos a continuación algunos valores medios del ruido producido por algunas instalaciones típicas industriales, que pueden servir de referencia a los servicios de Mto. Preventivo cuando mida los espectros sonoros de sus propias máquinas. Las instalaciones poco ruidosas tienen generalmente un período de vida mayor, ya que sus partes móviles no están forzadas. Los ruidos son una característica de que un proceso se realiza bajo tensión y violencia
389
Valores medios
de intensidades sonoras del espectro de frecuencia
Nivel de octavas en dB
Máquina o instalación al
metro de distancia
Nivel total
dB 63 HZ
125 HZ
250 HZ
500 HZ
1000 HZ
2000 HZ
4000 HZ
8000 HZ
Compresor de dos etapas V = 1400 m3/h P = 6 ATA N = 11.760 r.p.m.
96
83
83
92
90
87
90
81
85
Soplador de caldera Q = 70.000 m3/h. N = 1.540 r.p.m. Potencia = 200 Kw
108
102
103
100
95
94
90
88
80
Compresor de refrigera- ción N = 1.440 r.p.m.
88
76
77
84
82
78
77
71
68
Variador continuo de velo-cidad N = 1 a 3,4 r.p.m. P = 11 Kw
97
82
84
88
92
96
89
85
82
Sala de telares 140 pasadas/min.
101
90
92
91
92
94
94
90
82
Interruptor de tres polos 220 KV 8.000 M.V.A.
127
122
119
111
112
114
118
121
120
Motor Diesel de barco a 1.400 r.p.m.
108
89
93
96
102
106
99
94
85
Avión a reacción
110
108
101
196
197
197
197
195
192
390
3.10.20 INDICACIONES PARA REDUCIR EL RUIDO EN LAS INSTALACIONES. Es interesante dar un conjunto de consejos para reducir el ruido en las instalaciones, con objeto de impedir el uso de capotajes o aislamiento sonoros, que siempre encarecen o complican la maquinaria. Deben evitarse
Son poco ruidosos
Golpe de metal contra metal
Capas intermedias elásticas de goma o plástico. De mucha resistencia y resistente a la abrasión, es, por ejemplo, el Vulkolán, que también existe de estructura celular y muy blanda
Poleas de rodadura metálicas
Superficie de recorrido de plástico
Mandos de levas y piñones rectos
Piñones curvos o helicoidales
Puntas de energía grandes
Curso regular de energía
Vertido a depósitos de chapa
Cintas elásticas de transporte, distribución por medio de cucharas.
Planos inclinados de chapa
Planos inclinados para descarga de plástico o madera
Canales vibratorios de transporte
Cintas de transporte
Accionamientos por ruedas dentadas
Correas trapezoidales con soporte de goma, acciona-miento de rodillos
Toberas de inyección de aristas agudas
Terminaciones redondeadas apropiadas a las corrien-tes
Radios de curvatura pequeños en las tuberías
El radio de curvatura medio debe ser mayor que el triple del diámetro
Caídas grandes de presión en las válvulas de reducción o llaves
Pérdida de presión sucesiva en varios escalones
Trabajos de golpear o sacudir
Prensar, comprimir
Desequilibrios
Instalaciones bien equilibradas
Placas de chapa delgadas y planas
Construcciones acanaladas o abovedadas de mate- rial sin vibraciones
Cojinetes de rodillos o bolas
Cojinetes de fricción
391
3.10.21 EVITACIÓN DE RUIDOS EN EQUIPOS HIDRÁULICOS. En los circuitos hidráulicos el ruido proviene principalmente de la bomba y del motor. Las bombas más silenciosas son las de tornillo y las más ruidosas las de engranajes.
El golpe de ariete y las variaciones de presión y de potencia también producen ruido.
Dos causas fundamentales intervienen en este proceso: Fallos iniciales de proyecto y defectos de servicio o explotación. Los siguientes cuadros muestran los diversos casos que aparecen y sus remedios. CASOS
REMEDIOS
1) Bomba ruidosa a) Aislar la bomba y el motor con material resistente b) Reducir velocidad bomba c) Reducir la presión de suministro d) Encerrar la bomba o aislarla acústicamente; no
acoplarla rígidamente a las tuberías e) Cambiarla por otra más silenciosa
2) Aspiración sin fluido a) El filtro de aspiración debe ser mayor b) La línea de aspiración debe ser más holgada c) Comprobar características y posición del depósito
3) Arrastre de aire a) Depósito mal proyectado. Comprobar nivel y posición del tubo de salida
b) Sangrar bien el sistema
4) Espuma a) Depósito mal proyectado. Modificarlo o cambiarlo b) Utilizar aceite con antiespumantes c) Verificar fugas o retenciones de aire
5) Viscosidad del aceite inadecuada a) Determinar la temperatura de trabajo del fluido y comprobar que la viscosidad sea la indicada para la bomba. En su caso cambiar el fluido por otro de viscosidad adecuada
6) Excesiva velocidad de la bomba a) Medirla y ajustarla a las recomendaciones del
fabricante
7) Instalación deficiente a) Comprobar alineación motor-reductor-bomba y corregir en su caso.
8) Golpeteo a) Utilizar un acumulador que reduzca las pulsaciones de
presión b) Si ya lo hay, comprobar que su capacidad sea la
apropiada
9) Inducciones mal apoyadas o colgadas a) Comprobar espaciado de soporte b) Utilizar soportes con aislamiento
10) Bomba sin fluido a) Suciedad o limaduras en las conducciones desde su instalación. Verificar los filtros, vaciar el sistema si es necesario, limpiarlo y rellenarlo con aceite limpio.
b) El fluido original no estaba limpio. Vaciar y rellenar c) Véase 1) y 3)
11) Excesiva turbulencia o cavitación en el sistema a) Verificar que las dimensiones de las tuberías correspondan a los caudales recomendados
b) No conectar rígidamente los componentes ruidosos c) En casos extremos se requieren aislamientos
392
CASO
REMEDIO
1) Línea de aspiración obturada
a) Comprobar si el filtro está obturado b) Comprobar colador del depósito c) Comprobar si las tuberías están atascadas d) Verificar deterioros de las conducciones que puedan
obturarlas
2) Filtro de aspiración atascado
a) Limpiar o sustituir el elemento
3) Fugas o aire retenido
a) Verificar las fugas en los racores de aspiración b) Verificar fugas en el eje de la bomba c) Comprobar nivel del depósito
4) Junta del árbol de la bomba en mal estado
a) Sustituirla
5) Cárter flojo
a) Comprobar la junta. Cambiarla si es necesario b) Comprobar espárragos de sujeción y reapretarlos
uniformemente
6) Algunas piezas de la bomba se atascan
a) Desmontar la bomba, verificar y reparar
7) La válvula de seguridad es inestable
a) Verificar fugas de aire
8) Ventilación del depósito obturada
a) Limpiar o cambiar respiradero
9) Fluido demasiado viscoso
a) Comparar la viscosidad del fluido a la temperatura de
trabajo con la indicada por el fabricante
10) Excesiva velocidad de la bomba
a) Ver indicaciones del fabricante
11) Polvo en la bomba
a) Desmontar y limpiar
12) Motor mal alineado
a) Verificar y alinear en su caso
13) Bomba deteriorada
a) Desmontar la bomba, cambiar las piezas dañadas
14) Piezas flojas de la bomba
a) Desmontar la bomba, comprobar y reapretar si es
necesario. Verificar el desgaste y las juntas
15) Fricción excesiva
a) Aislar la bomba. Desmontar y verificar desgaste y
deterioro
393
3.10.22 PERTURBACIONES ELECTROMAGNETICAS. COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNETICA 1. Introducción La energía eléctrica alterna se caracteriza por: La frecuencia La amplitud La forma de la onda La simetría
Cuando esta energía es generada, transportada, transformada, distribuida y con sumida pueden aparecer PERTURBACIONES, es decir altera-ciones transitorias o permanentes de las cuatro variables anteriormente citadas
2. Compatibilidad Electromagnética (CEM Dentro de ciertos límites, cualquier receptor conectado a una red de suministro eléctrico debe ser capaz de funcionar de forma correcta frente a las perturbaciones antes indicadas. Es decir, debe ser compatible con esta red (CEM). Por ello, los equipos eléctricos deben ser diseñados para mantener esta CEM con la red de suministro. Así, se denomina Compatibilidad Electromagnética (CEM), la aptitud de un sistema, equipo o aparato para funcionar de manera satisfactoria en su red de suministro, sin que, a su vez, él mismo produzca perturbaciones intolerables para cualquier otro receptor que se encuentre conectado a la red. Respecto a la CEM deben considerarse tres elementos principales: La fuente de la perturbación (emisor) La vía de transmisión El receptor perturbado
394
Para asegurar la CEM es necesario actuar sobre los tres elementos: Fuente de perturbaciones reduciendo la emisión Vía de transmisión atenuando la propagación Receptor perturbado reforzar su inmunidad 3. Definiciones Emisor: dispositivo, equipo o sistema que puede generar eventualmente
tensiones, corrientes o campos perturbadores. Inmunidad de un receptor: capacidad de un dispositivo, equipo o sistema
para funcionar correctamente sin alterar sensiblemente sus características en presencia de una perturbación electromagnética.
Nivel de compatibilidad electromagnética: para cada tipo de
perturbación, nivel especificado de la misma, para lo cual debe existir una probabilidad aceptable de compatibilidad electromagnética (CEM)
Nivel de emisión de una fuente perturbadora: el nivel de una
determinada perturbación electromagnética emitida por un equipo, medido de acuerdo con unas especificaciones.
Límite de emisión de una fuente perturbadora: es el nivel máximo de
emisión admisible. Nivel de inmunidad: el nivel máximo de una determinada perturbación
electromagnética, que incide de una forma especificada en un dispositivo, para el cual no se produce ninguna alteración sensible de sus características de funcionamiento.
Límite de inmunidad: el valor mínimo especificado del nivel de inmunidad. Entorno electromagnético: ámbito sensible a las perturbaciones
electromagnéticas. Hay tres clases de entornos:
Clase 1. Se aplica a alimentaciones protegidas y tiene niveles de compatibilidad inferiores a los de la red de distribución. Permite el empleo de equipos muy sensibles a las perturbaciones que provienen de las fuentes de alimentación. Por ejemplo: equipos de laboratorio, equipos de automatización y de protección, ordenadores, etc… Esta clase requiere generalmente medidas de protección, instalación de Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (SAI, UPS), filtros y/o descargadores de sobretensiones.
395
Clase 2. Se aplica al punto común de conexión (P.C.C.) y al punto de conexión interno de la planta. Los niveles de compatibilidad de esta clase son iguales a los de las redes de distribución. Esto permite el empleo en un ambiente industrial de componentes diseñados para funcionar en redes de distribución. Clase 3. Se aplica exclusivamente en puntos de conexión internos de ámbitos industriales. Esta clase tolera valores más elevados para algunos tipos de perturbaciones que la clase 2. Esta clase se debiera tener en cuenta cuando: Una parte importante de la carga se alimenta a través de convertidores Haya máquinas de soldadura eléctrica Haya grandes motores con arranques frecuentes Haya cargas fluctuantes, etc…
4. Relaciones
El nivel de emisión < límite de emisión El nivel de inmunidad > límite de inmunidad El límite de inmunidad se toma por encima del límite de emisión y el nivel de CEM es un valor situado entre el nivel de emisión y el nivel de inmunidad requerido del dispositivo. Este nivel de inmunidad requerido se especifica mediante un nivel de ensayo (nivel de severidad del ensayo). El nivel de susceptibilidad de un dispositivo debe ser ≥≥≥≥ niveles de inmunidad y/o ensayo. Las relaciones teóricas entre los niveles de perturbación, compatibilidad y susceptibilidad aparecen en la siguiente figura
396
5. Tipos de perturbaciones. Sus causas y sus efectos
Las alteraciones de los parámetros de la onda senoidal permiten clasificar los tipos de perturbaciones que pueden producirse:
Parámetro afectado Tipo de perturbación Amplitud de la onda
Variación lenta de tensión Fluctuaciones rápidas de tensión (Flicker) Tensiones transitorias
Frecuencia
Variación en la frecuencia nominal de la red
Forma de onda
Armónicos Interarmónicos
Simetría
Desequilibrios (Asimetría)
Estas perturbaciones generadas por el emisor son propagadas a través de la red, siendo en cualquier caso de baja frecuencia (<10 KHz) Otras perturbaciones de frecuencia superior a 10 KHz, de alta frecuencia (banda de radiofrecuencia), pueden ser de dos tipos según el modo de propagación. Conducidas a través de la red Radiadas al ambiente (campos electromagnéticos) En éstas, en vez de estudiar el parámetro afectado directamente, se determina el efecto sobre un equipo concreto. Veamos seguidamente las perturbaciones de baja frecuencia.
397
a) Variaciones lentas de tensión
Definición
Variaciones de la amplitud de la onda de tensión suministrada, respecto a su valor nominal durante un tiempo relativamente prolongado (>10 seg.)
Causas
Dispositivos perturbadores
Variaciones en el tiempo de la potencia demandada por los receptores conec-tados a una red, que alteran los niveles de tensión en los distintos puntos de la misma
Efectos Acortamiento de la vida útil de los receptores. Las empresas suministradoras de energía eléctrica tratan de aminorar los efectos mediante equipos de regulación automática de la tensión de los trafos de alimentación a las redes
Aparatos de calefacción eléctrica en el momento de su
conexión, cuando la potencia demandada es fuerte respecto a la potencia de la red.
Alumbrado Público. Reguladores de iluminación Placas a inducción. Calefacción industrial por resistencia en su conexión por
medio de mandos eléctricos Motores asíncronos con arranque en cortocircuito Soldadura por arco eléctrico
Receptores sensibles Equipos de iluminación Contactores y relés Motores asíncronos y síncronos Rectificadores y onduladores Ordenadores
398
b) Fluctuaciones rápidas de la tensión
Definición Variaciones de corta duración del valor eficaz de la tensión. Pueden ser esporádicas o repetitivas, y de amplitud constante o variable. Un caso particular es el parpadeo o Flicker. Se caracterizan por los intervalos entre las variaciones y por su amplitud.
Causas
Dispositivos perturbadores Se deben al funcionamiento de recepto- res con variación rápida de la carga en su proceso
Efectos Generación de flicker, que produce una fluctuación de la intensidad de ilumina-ción de las lámparas de incandescencia, y que provoca una incomodidad fisiológi- ca a los usuarios de las mismas
Máquinas de soldadura por resistencia Molinos de rodadura Calentamiento por arco voltaico Motores en el arranque y con elevada demanda de potencia Grandes cargas. En la conexión y desconexión Electrodomésticos (con regulación automática)
Receptores sensibles Lámparas de incandescencia Receptores de T.V.
c) Tensiones transitorias
Definición Variaciones del valor instantáneo de la tensión, con una duración comprendida entre algunos segundos y pocos mseg. sin carácter periódico. Pueden ocurrir de dos maneras: incremento transitorio de la tensión (picos de tensión, tensiones impulsionadas, crestas de tensión). Decremento transitorio de la tensión (huecos de tensión “Dips”, microcortes (< 300 ms, valles de tensión).
399
El hueco de tensión oscila entre el 10% y el 100% de la tensión nominal y dura entre 10 mseg. y unos pocos segundos.
Causas
Dispositivos perturbadores
Actuaciones de equipos de protección de las redes. Descargas atmosféricas sobre las líneas (sobretensiones). Conexión y desconexión de elementos reactivos.
Efectos Incorrecta actuación de equipos especí- ficos.
Interruptores automáticos con equipo de reenganche instala-
dos en la cabecera de líneas de distribución. Baterías de condensadores, en los procesos de conexión y
desconexión. Hornos de arco Hornos de inducción Equipos de rectificación Tracción eléctrica
Receptores sensibles
Lámparas de descarga. Se produce la extinción del arco a partir de determinada duración de un micro – corte o de un valle de tensión.
Equipos de regulación (descebado intempestivo de tiristores) Actuación intempestiva de contactores y dispositivos de
control en general. Errores de medida en instrumentos equipados con
dispositivos electrónicos. Variación de velocidad de los motores o parada de los
mismos. Pérdida de sincronismo en motores síncronos y generadores.
d) Variaciones en la frecuencia Definición Alteración del valor nominal de la frecuencia de la red (50 Hz en España). Causas Grandes averías en los sistemas de producción y transporte de energía eléctrica, como es el fallo del regulador del alternador o la sobrecarga del mismo. No puede hablarse en este caso de dispositivos perturbadores en sí.
400
Efectos Actuación de protecciones de subfrecuencia. Incorrecto funcionamiento de motores asíncronos y síncronos. Esta perturbación sólo puede aparecen en circunstancias extraordinarios. e) Armónicos
Definición Deformación de la curva de tensión o corriente senoidal (distorsión armónica) por superposición de senoides de frecuencia múltiple de la fundamental (50 Hz) (armónicos). Cualquier forma de onda periódica no senoidal puede ser descompuesta (Fourier) en tres tipos de componentes: Una componente de continua F0 Una componente fundamental de
amplitud F1 y de frecuencia f1 Un conjunto de componentes de
naturaleza armónica F2 , F3 … Fn , de frecuencias 2f1, 3f1… nf1 o armónicos, que a veces pueden presentarse como armónicos de índice K no entero n -1< K<µ, siendo n = 0,1,2,3 ó subarmónicos o interarmónicos.
Los armónicos de corriente de diferentes fuentes producen, a su vez, armónicos de tensión a través de la impedancia de la red.
Causas Vienen producidos los armónicos de corriente o de intensidad por equipos con una característica tensión/corriente no lineal: convertidores estáticos de poten- cia, rectificadores e inversores de baja, media y gran potencia. También influye el diseño y funcionamiento de máquinas eléctricas y transformadores
401
Efectos Dispositivos perturbadores Las deformaciones de las formas de las ondas de intensidad y de tensión pueden provocar resonancias serie o paralelo, causantes de grandes tensiones e intensidades en distintos puntos del sistema, con reducción de rendimiento y acortamiento de vida de los bancos de condensadores, compensadores y filtros. Aumento de pérdidas por efecto Joule por circulación de corrientes armónicas. Incorrecta operación de equipos de regulación y control (relés). Interferencias en sistemas de tele-comunicación. Reducción de la capacidad de distribu- ción en cables (sobrecarga). Distorsión del factor de potencia cos ϕ
Rectificadores y convertidores estáticos alterna/continua
(característica tensión/corriente no lineal) Hornos de arco Hornos de inducción de baja y de media frecuencia Motores con control de velocidad mediante tiristores. Transformadores. Debido a la no linealidad de su magnetismo
(ciclo de histéresis) se produce una deformación de la curva de corriente.
Electrodomésticos con equipos de regulación de tensión y de potencia.
Alumbrado de descarga.
Receptores sensibles
Líneas de comunicación Equipos electrónicos Baterías de condensadores Ordenadores Motores y generadores Contadores no electrónicos (efecto componente continua) Lámparas de vapor de mercurio y fluorescentes.
f) Interarmónicos Definición Armónicos de tensión o de intensidad cuyas frecuencias no son un múltiplo entero de la fundamental (50 Hz). Puede aparecer como frecuencias discretas o por toda la banda del espectro, pudiendo darse tanto en baja como en alta tensión. Causas Son producidas básicamente por los siguientes dispositivos: Convertidores estáticos de frecuencia Motores de inducción Máquinas de soldar alimentadas en baja tensión Hornos de arco Efectos Alteración del funcionamiento de receptores con control por frecuencias discretas.
402
g) Desequilibrios Definición Desigualdad de las amplitudes y desfases (120º) de las tres tensiones de un sistema trifásico. Una modificación de estos dos parámetros constituye un desequilibrio o una asimetría del sistema. Causas Los distintos elementos constitutivos de las redes, líneas de transformadores, no constituyen en sí mismos generadores de asimetrías, pero sí lo son las cargas repartidas irregularmente a lo largo de las mismas. El caso más claro es el de una carga monofásica. Efectos Calentamiento indebido en máquinas rotativas (aparición de un campo inverso debido a la corriente inversa generada por la asimetría). Aumento de pérdidas en las líneas de distribución
Dispositivos perturbadores Receptores sensibles Hornos de inducción (carga monofá-
sica) Subestaciones de tracción (conexión
monofásica). Equipos de soldadura
Motores asíncronos (disminución de rendimiento) Alternadores Rectificadores Equipos de control de regulación de tensión
6) Niveles de compatibilidad Electromagnética para redes de media y baja tensión. a) Armónicos La siguiente tabla señala los niveles de compatibilidad para armónicos individuales:
403
Impares no múltiplos de 3
Impares múltiplos de 3
Pares
Armónico de orden
% Tensión Armónica
Armónico de
orden
% Tensión Armónica
Armónico de
orden
% Tensión Armónica
5 7
11 13 17 19 23 25
>25
6,0 5,0 3,5 3,0 2,0 1,5 1,5 1,5
0,5 x 25/m
3 9
15 21
>21
5,0 1,5 0,3 0,2 0,2
2 4 6 8
10 12
>12
2,0 1,0 0,5 0,5 0,5 0,2 0,2
Tasa global de distorsión = 8%
Según la norma EN 60555, IEC 555 y UNE 21806 - 91 La tasa de distorsión individual (Un % o In %), valen:
Un % = Un/U1 . 100 In% = In/I1 . 100, siendo
Un = Tensión eficaz del armónico n
In = Intensidad eficaz del armónico n
La tasa de distorsión global, cuando se presentan armónicos simultáneos (hasta 40):
En España, se acepta un límite de THD (V) del 5% En cuanto a THD (I) dependen del tipo de instalación y de la impedancia de cortocircuito en el punto de conexión a la red (Zcc). b) Interarmónicos
Hasta el momento no ha sido estudiado el nivel de CEM. Para interarmónicos individuales se acepta un nivel CEM del 0,2 por 100 de la tensión nominal.
( ) ( )∑∑=
=
=
==
40
1
240
2
2n
n
n
n
VnVn 100 (V)% THD
( ) ( ) InIn 100 (I)% THD40n
2n∑∑=
=
=
==
40
1
22n
n
404
c) Variaciones lentas de tensión
A escala internacional se considera un nivel de CEM del 10% de la tensión nominal. En España existe un límite más estrecho: 7%
d) Fluctuaciones de tensión. Flicker
Los niveles de CEM para variaciones de tensión rectangulares vienen relacionados con la tasa de repetición del fenómeno (R ) tal como aparecen en el siguiente gráfico.
Para determinar los efectos de las variaciones de tensión no rectangulares se debe emplear un aparato llamado Flicker metro. e) Desequilibrios Ocurre por reparto asimétrico de las cargas monofásicas y se define como la relación entre los componentes inversa y directa de tensión.
405
El nivel de CEM en las redes de media y baja es del 2%. f) Variaciones de frecuencia El nivel de CEM es del 2% (de 49 a 51 Hz). g) Sobretensiones a 50 Hz Cuando hay una desviación a tierra en la red, aparece una sobretensión entre
los conductores de las fases sanas y tierra, que puede alcanzar U3 • simple por desplazamiento del neutro. 7) Niveles de compatibilidad según entorno electromagnético Perturbación
Clase 1
Clase 2
Clase 3
Variación de tensión Duración hasta 60 seg. V/Vn Huecos de tensión V/Vn T (mseg.) Interruptores de corta duración Variaciones de frecuencia f/fn Desequilibrios de tensión Vinv/Vdir Armónicos e interarmónicos de tensión Distorsión armónica total Componentes individuales
8%
10 – 100% 5 – 10%
ninguna
1%
2%
5% (Ver tabla siguiente)
10%
10 – 100% 10 – 3.000
-----
2%
2%
8%
10 – 15%
10 – 100% 10 – 3.000
< 60 seg.
2 (4)%
3%
10%
406
Orden Clase 1 Vh (%)
Clase 2 Vh (%)
Clase 3 Vh (%)
(impares no múltiplos de tres)
5 7
11 13 17 19 23 25
>25
3 3 3 3 2
1,5 1,5 1,5
0,2 + 12,5/h
6 5
3,5 3 2
1,5 1,5 1,5
0,2 + 12,5 h
8 7 5
4,5 4 4
3,5 3,5
????????
(Impares múltiplos de tres)
3 9
15 21
>21
3
1,5 0,3 0,2 0,2
5
1,5 0,3 0,2 2
6
2,5 2
1,75 1
(Pares)
2 4 6 8
10 >10
2 1
0,5 0,5 0,5 0,2
2 1
0,5 0,5 0,5 0,2
3
1,5 1 1 1 1
(Interarmónicos)
< 11
11 – 13 13 – 17 17 – 19 19 – 23 23 – 25
> 25
0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2
0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2
2,5
2,25 2 2
1,75 1,5 1
407
8) Niveles de compatibilidad de la UNIPEDE UNIPEDE = Unión mundial de productores y distribuidores de energía eléctrica
Tipo de perturbación
Valor límite
Variaciones lentas de tensión Variaciones de frecuencia Impares n < 13 Armónicos Impares > 13 Pares Global Variaciones bruscas de tensión (licker) Componente continua Perturbaciones transitorias Caídas de tensión transitorias Picos de tensión
+ 10% + 1 Hz + 2% < 5%
< 1,5% < 2%
< 5% máx. 7%
(hay una gráfica) (en estudio)
40% (decenas mseg.) 10% (2 a 60 mseg.)
1 a 4 veces/mes)
9. Protecciones contra las perturbaciones Para poder solucionar un problema de perturbaciones es menester conocer la configuración de la instalación y las potencias de cortocircuito en determinados puntos para corregirla o protegerla
P.C.C. Punto de conexión a Red S Ucc % M C
CA
RG
AS
P
ER
TU
RB
AD
OR
AS
CA
RG
AS
NO
P
ER
TU
RB
AD
OR
AS
B
AT
ER
IAS
DE
C
ON
DE
NS
AD
OR
ES
CA
RG
AS
S
US
CE
PT
IBLE
S
La potencia de cortocircuito en el punto de acometida (P.C.C.) la puede facilitar la compañía eléctrica de suministro.
408
Partiendo de este dato puede obtenerse la impedancia de cortocircuito por fase (impedancia de Thevenin) mediante la fórmula:
Zcc = Ucc2/Pcc
A efectos de cuantificar los niveles de perturbación, la impedancia de cortocircuito para la componente armónica de orden n será:
Zccn = Zcc .n Las impedancias de los condensadores para la componente armónica de orden n:
Zcn = Zc/n
Para un punto cualquiera de la instalación la impedancia de cortocircuito será distinta para cada armónico y se obtendrá combinando: Zccn en el punto de acometida (PCC) Con las impedancias de líneas (Zin ) Con las impedancias de condensadores (Zcn) Y de transformadores (Ztn) y otras cargas Como criterio práctico podemos decir que cuanto mayor sea la potencia de cortocircuito en el punto de conexión de un receptor, menores serán los efectos perturbadores que éste provocará sobre el resto de dispositivos conectados a la red. Para la correcta actuación de las protecciones es necesaria una mínima impedancia de cortocircuito, lo cual exige la colocación de reactancias de limitación. a) Filtros Estos filtros están formados por inductancias L y capacidad C logrando: Corregir resonancias Rechazar armónicos en ciertas partes de la instalación Absorber armónicos para reducir la THD de la instalación Rechazar frecuencias de mando A.F. (Telecontrol) Limitar la potencia de cortocircuito en determinados puntos de la instalación. Filtrar convertidores estáticos, en el lado de alterna o de continua
409
b) Reactancias de limitación de corriente de cortocircuito
Hemos indicado que los convertidores estáticos generan perturbaciones en la red, que son de dos tipos: 1) Microcortes de tensión y exceso de di/dt, debidos a la conmutación de rectificadores
2) Puntas de intensidad en la conexión de onduladores con grandes condensadores en la etapa de continua (microcortes de conexión)
Se coloca la inductancia XK, que puede combinarse con un filtro de absorción de armónicos.
410
C) Reactancias de filtro en corriente continua En los equipos de regulación de motores de corriente continua con rectificadores de tiristores, es menester filtrar en el lado de continua para mejorar el factor de forma y la conmutación del motor. La inductancia es la < ad
d) Detectores de perturbaciones Existen en el mercado detectores de perturbaciones capaces de señalar una serie de perturbaciones en líneas de alimentación monofásicas, tales como: Bajadas de tensión de más del 15% y duración superior a 50 mseg. Picos y caída de tensión bruscas con dv/dt > 50V/µs. Microcortes de tensión de duración superior a 1 msg Corte de alimentación durante más de 2 seg. Cada vez que se produce una de estas perturbaciones da una señal de alarma y activa un indicador <DE e) Relé detector de armónicos Son dispositivos electrónicos que conectan o desconectan según el nivel de corrientes armónicas detectado en el circuito, y protege trafos, baterías de condensadores y otros receptores sometidos a sobrecarga de armónicos, evitando su excesivo calentamiento. f) Transformadores separadores con filtros de armónicos Es frecuente encontrar instalaciones donde hay conectados un gran número de receptores monofásicos con una fuente de alimentación y un condensador en el lado de continua. Ocurre en edificios de oficinas, bancos, estudios de televisión, etc…, donde se conectan equipos informáticos, cámaras, terminales, fax, etc. En este tipo de instalaciones se generan armónicos de 3er orden que aparecen sumados en el conductor neutro, llegando a superar la corriente de neutro a la de las fases.
411
Entonces no vale un filtro convencional, sino un filtro a base de: Un transformador separador con el primario conectado en triángulo Un pequeño filtro de armónico 5 en el secundario Mediante esta configuración se consigue eliminar los armónicos 3 del conductor neutro y reducir notablemente el 5º armónico. g) Medidas prácticas en el diseño de las redes de alimentación Las impedancias deben mantenerse bajas a todas las frecuencias. Los interruptores, fusibles y cables estarán previstos para la presencia de
armónicos. Los circuitos estarán puestos a tierra directamente por medio de elementos
de baja impedancia a todas las frecuencias. Para todo lo cual, se recomienda: Emplear conductores de 2,5 mm2 en todos los circuitos de 15 A Emplear conductores de 4 mm2 en todos los circuitos de 30 A Una sección del neutro igual a la del conductor de fase La previsión de un margen de seguridad de un 30% en todos los paneles de
distribución, que alimenten áreas de elevado contenido de equipos electrónicos.
La utilización de circuitos independientes, identificados por tomas de corriente de distinta configuración, para la alimentación de equipo, por ejemplo los informáticos.
El empleo de cables de tierra de 70 mm2 y 120 mm2 a lo largo de toda la red de distribución.
Estas medidas prácticas compiten ventajosamente con la cara adquisición de filtros y similares, y además la mayor sección de cobre reduce considerablemente las pérdidas en el cobre (I2.R) 3.10.23 CONTAMINACIÓN DEL SUELO El suelo resulta gravemente contaminado por cuanto es el receptor de gran parte del resto de las contaminaciones. Por una parte el suelo sufre los efectos de actividades agropecuarias, y por otra de actividades industriales. También las diversas acciones urbanas (edificios, incendios, etc.) degradan el suelo.
412
Se considerará como Suelo Contaminado aquel cuyas características hayan sido alteradas negativamente por la presencia de componentes químicos de carácter peligroso de origen humano, en concentración tal que comporte un riesgo inaceptable para la salud humana o del medio ambiente. Todos los gobiernos se sienten preocupados por este problema, y se aplican por recuperar los suelos contaminados. La protección de los suelos se ha integrado en la Unión Europea como uno de los objetivos prioritarios que influyen en las políticas medioambientales. Diversas tecnologías se utilizan hoy en día: Neutralización química (si el suelo contaminado es ácido) Acidificación (si es básico) Aireación Biosorción Cambio de suelo La recuperación de suelos es complicada, ya que requiere primero analizarlo para determinar las fuentes de contaminación, y buscar seguidamente el método corrector. De todas maneras, los elementos contaminantes del mismo son: Aguas y vertidos. Cargas y descargas de combustibles Deyecciones y residuos Abonos Incendios forestales Edificios Escombreras diversas Tanques enterrados En resumen, la degradación del suelo resulta un compendio del resto de los problemas de Mto. Ambiental. Legislación de aplicación: REAL DECRETO 9/2005, de 14 de enero (BOE número 15 de 18/1/2005), por el que se establece la relación de actividades potencialmente contaminantes del suelo y los criterios y estándares para la declaración de suelos contaminados.
101 CNAE 93 – Rev 1, tales como: tratamiento y revestimiento de metales (28.5), fabricación de muebles (36.1), mantenimiento y reparación de vehículos a motor (50.20), etc.
Empresas que producen, manejan o almacenan más de 10Tm/año
de una o varias de las sustancias incluidas en el RD 363/1995.
413
Almacenamientos de combustibles para uso propio, con consumo
medio superior a 300.000 litros/año y volumen total de almacenamiento igual o superior a 50.000 litros.
Por su especial interés, se reproduce a continuación el preámbulo del RD 9/2005:
El suelo constituye uno de los medios receptores de la contaminación más sensibles y vulnerables. Ya en la Cumbre de Río, en 1992, se reconoció la importancia de la protección de los suelos y de sus usos potenciales en el contexto de un desarrollo sostenible, en particular contra la contaminación procedente de acciones o actividades de origen antrópico. En el marco de la Unión Europea, el mandato del Parlamento Europeo a la Comisión para que desarrolle una estrategia temática para la protección del suelo -cuyos trabajos se iniciaron durante el semestre de la presidencia española en 2002-, insiste en esta misma idea: la necesidad de adoptar medidas que eviten, limiten o reduzcan el impacto sobre el suelo de las actividades humanas.
La Agencia Europea de Medio Ambiente (AEMA) estimó en 1999 entre 300.000 y 1.500.000 el número de zonas o áreas contaminadas en Europa occidental. Estas cifras, en sí mismas demostrativas de la gravedad del problema, ilustran, además, sobre las graves consecuencias, ecológicas y jurídicas, que se derivan de la inexistencia de metodologías normalizadas para la identificación y caracterización de los suelos contaminados. En efecto, la gran diferencia existente entre esas dos cifras se debe, precisamente, a la heterogeneidad de criterios con que en los diferentes países se definen los suelos contaminados, se cuantifican los riesgos aceptables y se adoptan los instrumentos y metodologías de caracterización.
A pesar de la evidente vulnerabilidad ecológica de los suelos, la legislación europea y la española han carecido de instrumentos normativos para promover su protección, y hasta la promulgación de la Ley 10/1998, de 21 de abril, de Residuos, en España no se disponía de ninguna norma legal que permitiera proteger eficazmente los suelos contra la contaminación y, en el caso de los ya contaminados, identificarlos y caracterizarlos utilizando para ello una metodología normalizada y técnicamente rigurosa.
Lo anterior ha supuesto una clara limitación para el desarrollo del Plan nacional de recuperación de suelos contaminados (1995-2005), en el que se inventariaron 4.532 emplazamientos como potencialmente contaminados. Con la experiencia adquirida, y a la vista de la situación de este problema en otros países, no es aventurado suponer que existe en nuestro país un mayor número de zonas degradadas por la acción del hombre, para cuya correcta caracterización -que permita en el futuro elaborar los inventarios de suelos contaminados de las comunidades autónomas y el nacional- se hace imprescindible disponer de criterios normalizados de valoración de la contaminación como los que se establecen en este real decreto.
La Ley 10/1998, de 21 de abril, de Residuos, en sus artículos 27 y 28, regula los aspectos ambientales de los suelos contaminados, y dispone que el
414
Gobierno, previa consulta a las comunidades autónomas, determinará los criterios y estándares que permitan evaluar los riesgos que pueden afectar a la salud humana y al medio ambiente atendiendo a la naturaleza y a los usos de los suelos. Aplicando estos criterios y estándares, las comunidades autónomas declararán, delimitarán y harán un inventario de los suelos contaminados existentes en sus territorios, y establecerán una lista de prioridades de actuación sobre la base del mayor o menor riesgo para la salud humana y el medio ambiente en cada caso.
Se incluye, asimismo, en dicha ley el mandato dirigido al Gobierno de aprobar y publicar una lista de actividades potencialmente contaminantes del suelo, y se establecen determinadas obligaciones que afectan a los titulares de las actividades y a los propietarios de las fincas en las que tenga o haya tenido lugar alguna de las actividades reseñadas.
Con este real decreto se da cumplimiento a lo previsto en la Ley 10/1998, de 21 de abril, de Residuos, una vez consultadas las comunidades autónomas. En el real decreto se precisa la definición de suelo contaminado del artículo 3.p) de la citada ley y se hace referencia a la presencia de sustancias químicas de carácter peligroso y de origen humano que pueden alterar las características tanto químicas como físicas o biológicas del suelo, lo que comportaría un riesgo que ha de ser cuantificado para estimar el posible daño que se puede derivar para la salud humana y el medio ambiente. El suelo se declarará contaminado, mediante resolución expresa, si conforme al baremo de este real decreto dicho riesgo se considera inaceptable para la salud humana y el medio ambiente.
Así mismo, en el anexo I se establece la relación de actividades susceptibles de causar contaminación en el suelo, y en los anexos III, IV, V, VI, VII y VIII, los criterios y estándares que permiten decidir si un suelo está o no contaminado, incluyendo los requisitos técnicos que deberán ser tenidos en cuenta. Igualmente, se regula la forma y contenido del informe preliminar de situación que deben presentar a las comunidades autónomas los titulares de las actividades potencialmente contaminantes y los propietarios de los suelos que las han soportado en el pasado; en eI anexo II se desglosa la información mínima requerida.
Se regulan los llamados niveles genéricos de referencia, parámetro básico que se utilizará para la evaluación de la contaminación del suelo por determinadas sustancias, las cuales están agrupadas en razón de su peligrosidad para la salud humana (en el anexo V) y para los ecosistemas (en el anexo VI). En el anexo VII se especifican los criterios para calcular los niveles de referencia de aquellas sustancias no incluidas en los anexos V y VI y para la valoración de la contaminación por metales.
Por otra parte, en los supuestos de realización de obras de recuperación ambiental de los suelos, se precisa la forma en que se declarará que un suelo ha sido descontaminado. El alcance y ejecución de las actuaciones de recuperación serán tales que garanticen que la contaminación remanente, si la hubiera, se traduzca en niveles de riesgo aceptables para el uso actual y previsto del terreno.
415
El criterio general para juzgar el grado de contaminación del suelo, así como las posibles medidas de recuperación ambiental en los suelos que hayan sido declarados como contaminados, descansa en la valoración de los riesgos ambientales ligados a la existencia de contaminantes en suelos. En este sentido, en el anexo VIII, en línea con lo estipulado en el Reglamento (CE) n.º 1488/94 de la Comisión, de 28 de junio de 1994, por el que se establecen los principios de evaluación del riesgo para el ser humano y el medio ambiente de las sustancias existentes de acuerdo con el Reglamento (CEE) n.º 793/93 del Consejo, se recogen los elementos necesarios que debe contener una valoración de riesgos.
Finalmente, se desarrolla lo previsto en la Ley 10/1998, de 21 de abril, de Residuos, sobre el modo en que se producirá la constancia en el Registro de la Propiedad de las resoluciones administrativas sobre declaración de suelos contaminados, y de las realizadas por aquellos titulares de fincas que desarrollen sobre ellas actividades potencialmente contaminantes, dando efectividad a la previsión legal al precisar el título formal en cuya virtud la nota marginal se haya de extender, su contenido, efectos, duración y requisitos de cancelación.
416
3.10.24 PRÁCTICA DEL MTO. AMBIENTAL. Como ya dijimos, vamos a distinguir, para lograr un buen Mto. Integral, dos áreas diferentes: 1) Medida y corrección del estado de contaminantes, polucionantes y o
materias peligrosas y ruidos de una instalación o planta. 2) Mto. Preventivo y Correctivo de las máquinas o instalaciones preventivas
de la contaminación o de la polución. 1) Las etapas que deben seguirse son tres:
-a) Análisis de las zonas y focos contaminantes o polucionantes, y las medidas correctoras, con objeto de implantar medidas de ingeniería. Por ejemplo, en una planta metalúrgica se ha realizado el siguiente estudio:
AREA/TALLER
CONTAMINANTE FOCO CONTAMINANTE O
POLUCIONANTE
MEDIDAS CORRECTORAS Torre Secadero Torre transporte Neumático. Garaje de Carreti-llas. Sala de Calderas de vapor. Calefacción de ofici- nas MECANIZADO
Coque metalúrgico: Partículas sólidas. Gases de combustión de fuel – oil Coque metalúrgico: partículas sólidas. Gases de combustión de Gasóleo “C”. Gases de combustión de fuel – oil Gases de combustión de Gasóleo “C”. Gases de combustión de Gasóleo “C
Molino Cribadora Elevadores de cangilones Tolvas de almacenaje Cintas transportadoras Secadero Tolva de recepción Transporte neumático. Tolvas de almacenaje Grupo calefactor. Dos calderas de vapor. Un economizador Dos calderas de agua caliente. Dos generadores de aire caliente
Todos estos focos contaminantes de partículas sólidas de coque metalúrgico tienen captaciones de polvo atendidas por un filtro de mangas con ventilador – extrac- tor dotado de chimenea El secadero dispone de una chimenea de extracción de gases de combustión a la atmósfera y de un filtro de mangas con chimenea. Todo el polvo generado al transportar el coque metalúrgico mediante las bombas de vacío, se filtra a través de dos filtros de mangas dotados de chimenea. Una chimenea extractora. Los gases de combustión son extraídos mediante tres chimeneas. Los gases de la combustión son extraídos mediante dos chimeneas Los gases de la combustión son extraídos mediante dos chimeneas
- b) Norma de Revisión ambiental en la que se indican los valores standard
o deseables, y se anotan los valores reales o de medida. Lógicamente estos valores debe realizarlos o el laboratorio de la Empresa u otro contratado.
417
Por ejemplo:
Parámetros
Valor Standard límite
Instalaciones anticontaminantes
Desagüe A Depuradora 1 Temperatura pH Conductividad (mohs/cm) Turbidez n. t. u. Materia orgánica (mg/l) Nitratos (mg/1) Oxígeno disuelto (mg/1) DQ.O (mg/l) DBO5 (mg/l) Materias en suspensión (mg/l)
16ºC 7 – 8
666 10
6 50 10 80 20
20
20,5ºC 7,82 466
6,20 6,25
34,70 7,20
34,20 7,85
6,68
24ºC 8,08 725
8,90 5,20
22,80 8,12
40,30 15,70
17,20
- c) Frecuencias de los análisis o revisiones.
Aquí se indica la frecuencia de los muestreos, con objeto de programar las normas de revisión: AGUAS - Frecuencia de muestreos
Bolsa de Homogeneización
Salida depuradora
Ph Temperatura DQO * Sólidos en suspensión Aceites y grasas Oxígeno disuelto * Turbiedad DBO5
1 por semana 1 por semana 1 por semana 1 por semana 1 por semana 1 por semana 1 por semana 2 por mes
1 por semana 1 por semana 1 por semana 1 por semana 1 por semana 1 por semana 1 por semana 2 por mes
INMISIONES - Frecuencia de muestreos E S T A C I O N A B C Partículas sedimentables
1 por mes
1 por mes
1 por mes
Sólidos en suspensión
-
2 por mes
2 por mes
De esta manera puede implantarse una programación con ordenador del Mto. Preventivo o Control Preventivo de las zonas productoras de polución o contaminación. De la misma forma que un programa de Mto. Preventivo. 2) Mto. Preventivo de las instalaciones anticontaminantes. Adjuntamos la norma de revisión del equipo electromecánico de un colector de un secadero. Seguimos la misma pauta y método estudiado en el Manual 1º.
418
NORMAS DE REVISION 30/6/85
DPTO: COQUE SECCION: 01 TRANSP. MANEJO COQUE EXTER. PUNTO REVISION
NOMBRE
UNIDAD REVISION
PUNTO DE AVERIA
FRECUENCIA N. OPERARIOS D E N O M I N A C I O N
M A Q U I N A
TIEMPO
7616 – 01 - 04
1 – 2 – 0013 REDUCTOR
MENSUAL 1 VAL. CLAPE. SALI. POLVO COLECT – COLEC. SECA
7616 – 03 - 04
1 – 4 – 0014
0013 REDUCTOR 1 – 4 – 0014
0014
MENSUAL COMP/NIVEL DE ACEITE Y REPONER SI ES NECESARIO -TRANSPORTADOR HUSILLO COLECT. SECADERO MENSUAL COMP. NIVEL DE ACEITE Y REPONER SI ES NECESARIO
0,01
0,01
7616 – 04 - 04 EJE TRANSM. Y RODETE - VENTILADOR COLECT. COLEC. SECAD. 7616 – 05 – 04
1 – 4 – 0014 0015 REDUCTOR
MENSUAL COMP. GRASA DE KIS COJINETES -CICLON SECADERO COLECT. SECAD.
0,01 0,01
7616 – 03 - 03
1 – 4 – 0014
0016 MOTOR
MENSUAL COMP. GRASA DE ACEITE Y REPONER SI ES NECESARIO -VALV. CLAPETA SALIDA POLVO COLEC .CO.SECA
0,01
7616 – 03 - 03
5 – 2 - 0021
0001 0002 0003 0004 0005 MOTOR
SEMESTRAL COMP. ESTADO CAJA DE BORNAS COMP. PUNTOS DE CALENTAMIENTO D. FOGUEOS COMP. SUJECION DE CONEXIONES Y BORNAS MEDIR AISLAM. INCLU. CABLE ALIM. SI ES NORMAL PON N COMP. ESTADO DE ENTRADA DE CABLES AL MOTOR - TRANSP. HUSILLO COLECT. SECAD
0,06 0,03 0,08 0,08 0,03
7616 – 04 - 03
5 – 2 - 0021
0006 0007 0008 0009 0010 MOT. CARC.
SEMESTRAL COMP. ESTADO CAJA DE BORNAS COMP. PUNTOS DE CALENTAMIENTO O FOGUEOS COMP. SUJECIÓN DE CONEXIONES Y BORNAS MEDIR AISLAM. INCL. CABLE ALIM. (SI ES NORMAL PON N) COMP. ESTADO DE ENTRADA DE CABLES AL MOTOR -VENTIL. DEL COLEC. COLECT. SECAD.
0,06 0,03 0,08 0,08 0,03
7616 – 05 - 03
5 – 2 - 0021
0011 0012 0013 0014 0015 MOT. CARC.
SEMESTRAL COMP. ESTADO CAJA DE BORNAS COMP. PUNTOS CALENTAMIENTO O FOGUEOS COMP. SUJECION DE CONEXIONES Y BORNAS MEDIR AISLAM. INCLU. CABLE ALIM.(SI ES NORMAL PON N) COMP. ESTADO ENTRADA DE CABLES AL MOTOR - CICLON SECADERO COLEC. SECAD.
0,06 0,03 0,08 0,08 0,03
5 – 2 - 0021
0016 0017 0018 0019 0020
SEMESTRAL COMP. ESTADO CAJA DE BORNAS COMP. PUNTOS CALENTAMIENTO O FOGUEOS COMP. SUJECION DE CONEXIONES Y BORNAS MEDIR AISL. INCLU. CABLE ALIM. (SI ES NORMAL PON N) COMP. ESTADO ENRADA DE CABLES AL MOTOR
0,06 0,03 0,08 0,08 0,03
7616 – 03 - 05
TRANSPORTADOR
5 – 4 – 0033 0001
- TRANSP. HUSILLO COLEC. SECAD. MENSUAL ENGRASE RODAMIENTOS
0,08 7616 – 01 - 04
REDUCTOR
5 –4 - 0034 0001
-VALV.CLAPET.SAL. POLVO COLEC. COL.SEC. ANUAL LIMP. INTERIOR DEPOSITO Y CAMBIO DE ACEITE
0,50
419
3.10.25 LA AVERÍA AMBIENTAL - CODIFICACIÓN Y CORRECCIÓN. Al igual que la avería energética, la ambiental conviene que sea codificada con objeto de controlar su corrección, y responsabilizar de ello al Servicio o Servicios competentes. Así como las averías de máquinas productoras, sobre todo las que son cuello de botella, se solventan con gran celeridad, no ocurre lo mismo con las averías ambientales- excepción hecha de las que originan catástrofes ecológicas, o peligros de orden superior, que muchas veces subsisten largos períodos de tiempo, y se adormecen, llegando a despreocupar a la Dirección de la Empresa, dado que las delegaciones oficiales no coaccionan con suficiente rigor. Utilizaremos para la CODIFICACION siete dígitos, con significado similar al caso energético, pero con matices propios de esta faceta del Mto.
1º 2º 3º 4º 5º 6º 7º Tipo de Ubicación Medidas Personas Categoría Causa a Elementos fuente tomar responsables
Siguiendo el mismo criterio que para las averías energéticas, y de acuerdo con lo que hemos visto acerca del Mto. ambiental sugerimos los siguientes dígitos: 1er. Dígito. Tipos de elementos. 1. Contaminante atmosférico 2. Polucionante de vertidos 3. Residuos peligrosos 4. Ruidos 5. Armónicos y perturbaciones electromagnéticas 6. Contaminante suelo 7. Basuras 8. Impacto ambiental
420
2º Dígito. Categoría de elementos. 1. Contaminantes atmosféricos 2. Polucionantes de vertidos 3. Residuos peligrosos 1. Natural 2. Transporte terrestre 3. Transporte marítimo 4. Transporte aéreo 5. Combustión 6. Centrales térmicas 7. Incineradores y tratamiento de
residuos 8. Deshechos industriales 9. 0. ------------------------------------
1. Físicos, partículas 2. Físicos, temperatura 3. Químicos, orgánicos 4. Químicos, inorgánicos 5. Bacteriológicos, vegetales 6. Bacteriológicos, animales 7. Bacteriológicos, virus 8. ------------------------------------ 9. 0. --------------------------------
1. Radioactivos 2. Tóxicos 3. Biológicos 4. Oxidantes 5. Inflamables 6. Explosivos 7. Corrosivos 8. ------------------------------------- 9. 0. ---------------------------------
4. Ruidos
5. Armónicos y similares
6. Contaminante suelo
1. Elementos estáticos 2. Elementos dinámicos 3. Globales y confusos 4. Externos 5. Trabajos manuales 6. Alta frecuencia 7. Baja frecuencia 8. 9, 0. Otros
1 3º Armónicos 9. 5º Armónicos 10. 7º Armónicos 11. Corrientes parásitas 12. Desequilibrios eléctricos 13. Huecos de tensión 14. Interrupciones breves 15. Flicker (cargas fluctuantes
conectadas a las redes) 16. Electroprotección
1. Por vertidos 2. Por deyecciones y residuos 3. Por exceso de abonos y de
pesticidas 4. Incendios forestales 5. Por edificios 6. Escombreras 7. -------------------------------------- 8. -------------------------------------- 9. --------------------------------------
Los dígitos en blanco corresponden a elementos que pueden aparecer en el futuro, debido a la evolución tecnológica. 3er. Dígito. Ubicación fuente. 1. Sección o planta A - zona o instalación A-1 2. Sección o planta A - zona o instalación A-2 3. Sección o planta B - zona o instalación B-1 4. Sección o planta B - zona o instalación B-2 5. Instalación C 6. Instalación D 7. Máquina E 8,9,0. otras instalaciones 4º Dígito. Causa. 1. Calidad materias primas o adquiridas. 2. Falta de prevención 3. Por deficiencia en las condiciones de funcionamiento 4. Por fallo de diseño o de proceso. 5. Infradimensionado equipos de prevención. 6. Por avería o catástrofe. 7. Por fallo humano. 8,9,0.......................
421
5º Dígito. Medidas a tomar. 1. Acción directa de Mantenimiento Preventivo y Correctivo. 2. Adquisición de equipos de medición para ajuste a Legislación Oficial. 3. Estudio aditivos para la prevención. 4. Estudio equipos prevención humos y polvos. 5. Estudio equipos de desgasificado. 6. Estudio equipos de depuración de vertidos. 7. Estudio sistema de eliminación de fangos. 8. Estudio destrucción o transformación de residuos peligrosos. 9. Estudio eliminación o reducción nivel sonoro. 0. Estudio eliminación armónicos 6º y 7º Dígitos. Personas responsables. La persona o servicio responsable de solucionar una avería energética, vendrá indicada por el 6º dígito. El 7º dígito designará la persona o servicio colaborador en este objetivo. 6º Dígito 7º Dígito 1. Jefe Ingeniería 1. Jefe Ingeniería 2. Jefe de Mto. 2. Jefe de Mto. 3. Jefe de Producción 3. Jefe de Producción 4. Jefe de Seguridad 4.Jefe de Seguridad. 5. Director de Planta 5. Director de Planta. 6. …………. 6. Encargado Servicio A 7. …………. 7. Delineante. 8. …………. 8. Jefe de Compras. 9. …………. 9. Encargado Taller. Casos prácticos 1) Se producen aguas residuales salinas y ácidas en un lavadero minero.
Son muchas las quejas de los usuarios de las aguas del río que pasa por la localidad. Han muerto muchos peces y la salinidad y acidez de las aguas alcanza cotas peligrosas.
Codificación de la avería ambiental: 2 4 5 2 6 1 2 Se decide crear un equipo de técnicos encabezado por el Jefe de Ingeniería y ayudado por el Jefe de Mto., que estudiarán la posible depuración de los vertidos o su eliminación por sondeo profundo.
2) En una industria férrica se produce polvo y gases contaminantes. Los
vecinos han denunciado el caso a las autoridades. En 1.995 se instalaron filtros de mangas y desgasificadores. En 2.004 se amplió la producción, sin preocuparse de hacerlo con el equipo preventivo. El Jefe de Mto., a instancias de la Dirección y del Comité de Seguridad e Higiene, es encargado de resolver el problema.
422
Codificación de la avería ambiental: 1 8 4 5 0 2 8
3) En un matadero industrial se envían las aguas residuales a un río próximo.
Se desea poner en marcha un sistema de Mto. Preventivo, que analice las aguas y revise las instalaciones depuradoras del agua. La empresa ha sido sancionada con varias multas y apercibimiento de Cierre, debido al nauseabundo olor que despide el río. El Comité de Seguridad se reúne con objeto de elaborar un plan, que sanee los vertidos de forma continuada.
Codificación de las averías ambientales:
2 6 3 2 2 2 4 2 6 2 2 2 2 4 2 6 3 2 6 2 4 2 6 2 2 6 2 4 En este caso coexisten 4 averías ambientales, dado que los vertidos se derivan de dos secciones (3 y 2) y las medidas a tomar también son dos (2 y 6). 4) En una papelera, en la sección de preparación de pulpa, el grupo
motorreductor que acciona un transportador produce un ruido ensordecedor, pese a que Mantenimiento haya revisado y ajustado el equipo recientemente. El Jefe de Seguridad encarga a Ingeniería y Mto. la eliminación del ruido.
Codificación de la avería ambiental: 2 3 6 0 2 2 1
3.10.26 CIRCUITO DE LA INFORMACIÓN DE LOS PROBLEMAS AMBIENTALES. Lo mismo que ocurría con las averías energéticas, los problemas ambientales deben ser tratados en un Comité de Dirección, o de Seguridad, que defina la avería y sus medidas. La hoja de petición u O.T. es la misma que la energética, con la salvedad de que así como en aquella se determina un plazo de recuperación de la inversión, en este caso el "bien" que produce la "reparación" de la avería no es directa y próximamente medible, porque constituye un beneficio que desborda el ámbito de la propia empresa, y que muchas veces puede resultar un puntal de la razón de ser de la misma.
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En nuestro caso, el comité lanza las OTS, cuyos responsables cumplimentan en los numerosos focos contaminantes, volviendo al propio comité la OTS realizada y sellada. El control de las inversiones derivadas de cada OT lo efectúa el comité. Los costes de Mto. de las instalaciones anticontaminantes y antipolucionantes, van incluidos en los listados generales de los costes de Mto., y su tratamiento es exactamente igual que en el resto de la maquinaria. La información de las OTS puede memorizarse en el ordenador, que suministra la siguiente información: - Costes de Mto. - Focos contaminantes y polucionantes. - Inversiones. - Causas, medidas tomadas. - Carga de trabajo de personas y servicios. OTS EJECUCION COMITÉ ORDENADOR OTS EJECUCION REALIZACION REALIZACION LISTADOS DE INFORMACION
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3.10.27 RATIO DEL MANTENIMIENTO AMBIENTAL EN LA EMPRESA
Mto. Preventivo + Correctivo de instalaciones polu- cionantes y antipolucionantes, desde el punto de vista ambiental
Coste Anual de Mto. Ambiental R.A. = Coste Total de Mto.
Debe tender a: de un 1% a un 5%, según empresas.
3.10.28 OBJETIVO FINAL Las técnicas explicadas en los manuales del Curso van a tener una fuerte influencia en el aprovechamiento integral de las instalaciones mantenidas. Podemos verlo en el desarrollo del siguiente y último punto, que consideramos un resumen o compendio de los factores que influyen en el citado aprovechamiento, y que abarca todas y cada una de las variables técnico-económicas que configuran "lo que la empresa saca de sus máquinas e instalaciones" 3.10.29 APROVECHAMIENTO INTEGRAL DE UNA MAQUINA O INSTALACIÓN Como tema final de curso, y que pretende recoger todas las técnicas de Mto. expuestas en el mismo, presentamos los conceptos de Aprovechamiento Integral y de Rendimiento en Coste de una instalación y máquina. Es de destacar, que ambos conceptos, muy ligados a la Alta Gestión de la Empresa, están fuertemente condicionados por la Calidad de su Servicio de Mto. Por ello demuestran claramente la importancia que tiene el Mto. en la vida de cualquier empresa de hoy día, si quiere ser dinámica y competitiva, y ser capaz de sobrevivir a los cambios de la demanda de mercado y de la Sociedad en general. 1.- Definición Denominaremos Al (Aprovechamiento Integral de una máquina) al rendimiento global Técnico y Económico - que un usuario obtiene de la misma, durante su período de explotación.
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Se excluye de este concepto el beneficio obtenido, dado que depende éste de un factor extrínseco al funcionamiento de la máquina y que es el precio de venta. En cambio se incluyen aspectos de explotación, energía, medio ambiente, costes, mantenimiento, stocks, calidad, etc.. El valor de Al = AT x RC , siendo AT Aprovechamiento Técnico o de Explotación de la máquina o instalación. RC Rendimiento en Coste de la instalación. 2.- Aprovechamiento Técnico. Se compone del producto de cuatro factores de explotación: AT=UxRxDTxC, siendo:
Tiempo de marcha programado en la jornada U = Utilización =
Tiempo de la jornada de trabajo Depende del mercado y del programa de producción.
Producción horaria obtenida R = Rendimiento Técnico =
Producción horaria diseño Depende de las mejoras introducidas, modificaciones, grado de obsolescencia pérdidas de origen no corregidas ...
Tiempo de marcha programada jornada – Tiempo parada DT = Disponibilidad Total =
Tiempo marcha programada jornada Tiempo parada = averías + falta materia prima + paradas por accidente +
cambio utillajes + paradas momentáneas + reducción cadencia + otras.+ microfallos.
Depende del Mantenimiento, de los tiempos de cambio de utillaje o de formatos, etc...
Producción obtenida – Producción rechazada por calidad en los arranques y en marcha normal C = Tasa de Calidad =
Producción obtenida Depende de Producción, Mantenimiento, materia prima, etc ...
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3.- Rendimiento en Coste. Señala la relación entre los costes de la máquina durante el primer año de explotación y los costes de explotación actuales. Indica la evolución del coste de explotación por unidad de producción o unidad de Servicio. Se entremezclan en esta relación todos los valores de coste que afectan a la máquina o instalación.
MOD + Mto. + E + A + Z(m+e+a) + mp +20% x NC
/ n0
RC = MOD + Mto. + E + A + Z(m+e+a) + mp +20% x
NC
/ n1
siendo: n0 = Producción anual durante el 1er. año. n1 = Producción anual durante el año actual. MOD = Coste anual de mano de obra directa. Mto. = Coste anual de Mto. de la máquina E = Coste anual de Energía consumida por la máquina. A = Coste de fallo por motivos de la contaminación producida por la
instalación (multas, cierres, indemnizaciones,etc..) durante el año. Z = (m + e + a) = Amortizaciones anuales de la máquina, de las inversiones
en ahorro de energía sobre la propia máquina, de las inversiones en equipos anticontaminantes de la instalación. Los gastos financieros devengados se incluirán también.
mp = Coste anual de la materia prima consumida para alcanzar la producción.
20% NC
= Gastos financieros del circundante anual C, dividido por el n° de
máquinas N afectadas por dicha circulante o stocks intermedios 4.- Intervenciones de Mto. que afectan el A. I. La fórmula del aprovechamiento Integral: AI = (U x R x DT x C) x RC, nos indica las siguientes deducciones
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Responsables Intervención de Mto. U = Utilización Ventas y Producción No R = Rendimiento Técnico Ingeniería y Mto. Mto. Modificativo DT = Disponibilidad Total Producción y Mto. En la Disponibilidad
Operacional y cambio de utillajes (Mto. Preventivo y Correctivo)
C =Tasa de Calidad Control de Calidad En la regulación de la máquina, y buen estado de utillajes y formatos
RC = Rendimiento de Coste Gestión de Producción Mto. Energético y Ambiental. Costes de Mto.
5.- Análisis de los valores que puede alcanzar el Al. De la fórmula general se desprende lo siguiente: El aprovechamiento Técnico suele ser bajo en la mayoría de las máquinas e instalaciones, salvo si se ha mejorado notablemente el factor R (Rendimiento Técnico), como U, DT y C son menores que la unidad, su producto es palpablemente bajo, y no puede compensarse más que con un R mayor que 1. El Rendimiento en Coste RC normalmente suele ser mayor que la unidad, salvo excepciones, y ello ocurre porque;
- Se tiende a reducir stocks intermedios (20% x NC
)
- Se tiende a eliminar MO Directa (MOD). - Cuando la máquina está amortizada desaparece Z (m) - n1 suele ser mayor que n0 (aumento de producción). - Evidentemente, la reducción de plantilla directa puede dar lugar a inversiones en robots, automatizaciones, etc., que incrementarán Z (m). La reducción del valor E y A. pueden implicar la aparición de Z (e + a). Estos factores se combinan y compensan. Pero lo que interesa es el aumento progresivo del rendimiento en coste RC, lo que implicará el aumento del Aprovechamiento Integral AI. 6.- Caso de empresas de Servicio. En empresas productivas, la determinación a simple vista del Al es fácil y clara. En empresas de Servicios es menester hacer algunas puntualizaciones: a) Los factores U, DT, R se calculan al igual que en la máquina productiva (por ejemplo, en una instalación de aire comprimido, en calefacción).
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b) El factor C es igual a 1. No hay rechazos de calidad.
c) Los costes anuales de mp y de 20%NC
no se dan en instalaciones de
empresas de Servicios (hoteles, hospitales, televisión, etc..) d) Los valores n1 y n0 pueden tomarse en horas de marcha al año.