Diseño de un sistema de extracción y tratamiento de gases de un ambiente de forja y soldadura

Abstract

En la actualidad, el oficio de cerrajería en el Perú tiene cada vez mayor incentivo a nivel nacional. Sin embargo, su práctica todavía se desarrolla a niveles artesanales. Por ello, es importante determinar cómo son las condiciones de trabajo bajo las cuales operan los cerrajeros. Los procesos que se emplean en cerrajería son la soldadura y el calentamiento de piezas metálicas. Este último proceso se lleva a cabo generalmente en fraguas de carbón. Luego del calentamiento, la pieza está en condiciones para ser forjado de manera manual. Los procesos de soldadura y forja generan desechos, tales como gases de combustión, humos, material particulado, etc. que son dañinos tanto para el trabajador como al medioambiente. En el Laboratorio de Manufactura de la Sección de Ingeniería Mecánica de la PUCP se llevan a cabo los cursos de Taller Mecánico 1 y Taller de Procesos de Manufactura, en los cuales se dictan las sesiones de soldadura y forja. Es por ello, que fue necesaria una evaluación de las condiciones de trabajo del personal técnico y de los alumnos durante estas sesiones. Para el siguiente trabajo de tesis, se realizaron lecturas de concentración de gases en los ambientes de soldadura y forja del Laboratorio, mediante un analizador de gases TESTO 350-XL brindado por el Departamento de Energía de la PUCP. Se detectaron valores de concentración de monóxido de carbono (CO) mayores a 520 ppm en el ambiente de forja y de 195 ppm de la familia de monóxidos de nitrógeno (NOx) en el ambiente de soldadura. Ante los resultados obtenidos, se concluyó que el ambiente de forja y soldadura del Laboratorio cuenta con una necesidad de extracción y tratamiento de los gases emitidos en ambos procesos. Se realizó el diseño de dos sistemas de extracción independientes para cada ambiente de trabajo. Para la fragua, se diseñó un sistema con un caudal de aspiración total de 0,32 m3/s y presión de 58,92 mmH2O, dos depuradores húmedos tipo torre empacada de 0,83 m de diámetro y 1,9 metros de altura, con una capacidad de absorción de 79,6% y 139,8 Pa cada una. Para el ambiente de soldadura, el sistema cuenta con un caudal de aspiración total de 1,46 m3/s y presión de 75,96 mmH2O y un depurador húmedo tipo Venturi de 156,25 Pa. El presupuesto correspondiente al diseño, fabricación e instalación de los dos sistemas fue de $ 44 821.