Diseño del equipo

Los fabricantes de soldadura industrial con arco hacen todo lo posible, mediante de las normas federales que han ayudado a redactar y por otros medios, para promover sus equipos por encima de modelos menores y más baratos que pudieran hacerles competencia. Pero además del lucro hay otra razón para sus esfuerzos. Se encuentran modelos pequeños y relativamente poco costosos de máquinas para soldadura de arco que operan con la corriente doméstica ordinaria de 110 volts. Pero hay desventajas físicas en la soldadura con corriente doméstica ordinaria. La soldadura requiere de grandes cantidades de energía eléctrica en forma de circuitos de bajo voltaje y alto amperaje. Debido a que los circuitos domésticos están diseñados para amperajes insuficientes para soldar, las pequeñas máquinas domésticas compensan con voltaje lo que les falta en amperaje. Los riesgos del alto voltaje de estas pequeñas máquinas de soldadura son difíciles de comprender, porque las máquinas de soldadura industrial se alimentan de voltajes mucho mayores, del orden de 240 a 480 volts. La clave de la paradoja es que las máquinas industriales reducen el alto voltaje a menos de 80 volts, en tanto que elevan el amperaje a niveles eficaces. En el capítulo 16 volveremos al tema del voltaje y el amperaje, y entonces dejaremos en claro el problema de la máquina de soldadura.

RIESGOS DE LA SOLDADURA DE ARCO

La soldadura con gas podrá tener un historial de seguridad más tormentoso, pero la soldadura de arco es un proceso más popular y en muchas formas es aún más peligroso. Ésta es una de las ironías del asunto. Los principales riesgos de la soldadura de arco son problemas de salud, incendios y explosión, riesgos oculares (por radiación) y riesgos por espacio confinado. Aunque estos riesgos pueden ser graves en la soldadura de arco, están presentes en menor grado en la soldadura con gas y en otras clases de soldadura. Por tanto, más adelante explicaremos estos temas en secciones independientes. Antes de estudiar los riesgos de la soldadura de arco, se debe conocer el equipo utilizado.

Tuverías de servicio

Los múltiples que acabamos de describir no deben confundirse con las tuberías de servicio, una instalación todavía más permanente. Algunas plantas utilizan tanto gas de soldadura, que resulta práctico entubar el gas hasta la estación de trabajo, lo que puede presentar algunos problemas. Las tuberías para acetileno deben ser ya sea de acero o de hierro forjado, porque el cobre reacciona con el acetileno y produce acetileno de cobre, un explosivo. Un peligro de la entubación de oxígeno es, de nuevo, la posibilidad de contacto con aceite o grasa. 

Los acoplamientos y la tubería deben verificarse antes de instalarlos y si fuera necesario hay que limpiarlos a conciencia. Para este propósito, se sugiere una solución de agua caliente y sosa cáustica o fosfato trisódico. Hoy algunos ingenieros recomiendan un solvente moderno, como el cloroetano (1,1,1-tricloroeti leño) Los sistemas de tubería de oxígeno deben purgarse después de la instalación, sopleteándolos con nitrógeno o con bióxido de carbono sin aceite. Para asegurar que se ha retirado toda traza de aceite, debe utilizarse cloroetano. 

También puede ocurrir un retroceso de llama en los sistemas de tubería de servicio, y para ello se especifican dispositivos de protección, como válvulas de revisión en posiciones apropiadas. Un dispositivo de protección consiste en un simple cerrojo de agua. Pero si el agua se congela, el sistema no funcionará, así que se necesita un anticongelante. 

Son muchas las cosas que pueden salir mal en los sistemas de tubería de servicio para soldadura, y a veces no son evidentes. Estos problemas se originan de una ventilación de emergencia inadecuada, juntas inapropiadas, errores en la instalación de túneles y otros factores demasiado numerosos para mencionarlos aquí. El propósito de este libro es alertar al gerente de seguridad c higiene sobre los posibles problemas que acompañan a estos sistemas, de forma que pueda estar seguro de que el personal conoce y sigue las normas apropiadas de instalación.

Sopletes y aparatos - CASO SEGURIDAD DE LOS SOPLETES DE SOLDADURA

Los sopletes son herramientas valiosas, y a los soldadores no les gusta abandonarlos al final del día de trabajo. A veces cuentan con casilleros para valores personales, y ahí guardan los sopletes de soldadura. conectados a las mangueras que a su vez permanecen conectadas al gas combustible de soldadura y los cilindros de oxígeno. Bn el estado de Iowa, una vez un soldador guardó su soplete en su casillero personal de la siguiente manera. Cerró las válvulas de su soplete antes de retirarse, pero no cerró las válvulas de cilindro en la carretilla de soldadura. De las válvulas del soplete se fugó una pequeña cantidad de gas acetileno y de oxígeno, lo que en el curso de la noche formó una mezcla explosiva dentro del casillero. A la mañana siguiente cuando el soldador abrió su casillero aparentemente estaba fumando. La mezcla de acetileno y oxígeno produjo una poderosa explosión que decapitó al soldador.

Sopletes y aparatos - II

El juego de soplete es costoso y puede ser propiedad del soldador. Pero aunque pertenezca a la empresa, el soldador a quien se le asigne puede ser con todo derecho muy posesivo, debido a la importancia de cuidar del aparato. Esto puede causar otro problema de seguridad. En ocasiones, los soldadores quieren guardar su soplete en sus cajas de herramientas bajo llave. Aquí el peligro es que casi todas las cajas de herramientas contienen por lo menos un poco de grasa o de materiales aceitosos. La grasa o el aceite sobre el soplete son peligrosos por la presencia oxígeno, según dijimos. El caso 15.2 ilustra un riesgo relacionado, el de guardar los sopletes de soldadura en casilleros personales.

La siguiente pieza del aparato de soldadura que más se maltrata es la manguera que entrega gas al soplete. Para ser práctica, debe ser flexible, y por tanto está sometida a los riesgos físicos del desgaste, el desgarre y el deterioro. Cuando son muchas, se enredan con facilidad, y por eso los soldadores unen las mangueras de acetileno y de oxígeno con cinta; pero esta costumbre puede ocultar defectos. Es buena idea mantener por lo menos 20 de cada 30 centímetros descubiertos. 

Los múltiples son redes de tubos rígidos que permiten que uno o más cilindros provean uno o más sopletes. Las instalaciones de múltiples son frecuentes cuando una operación de producción normal requiere un uso repetido y a largo plazo de gas de soldadura. El propósito principal de los múltiples para soldadura es aumentar el volumen de soldadura a gas, pero por lo general la seguridad también aumenta. En el caso 15.1 referimos un ejemplo de instalación de múltiple.

Sopletes y aparatos - I

Debido a su función vital en la seguridad, los sopletes, los múltiples, los reguladores y los aparatos relacionados deben estar "aprobados", lo que usualmente significa aprobados por un laboratorio reconocido, como Underwriters' o Factory Mutual. 

El soplete común y corriente, que se ilustra en la figura 15.7, es una pieza de ingeniería más compleja de lo que la mayoría de la gente piensa. A menudo se considera al soplete como un simple y útil conjunto de tubo y válvula para suministrar tanto oxígeno como gas combustible a la flama de soldadura, pero es más que eso. Observe en la figura que tiene una cámara mezcladora. El soplete está diseñado de forma que el mezclado tenga lugar en el momento correcto y con el volumen total correcto. El soldador controla la proporción de volúmenes de la mezcla ajustando las válvulas del soplete para oxígeno o acetileno: una flama oxidante rica en oxígeno y una flama reductora rica en combustible; pero el volumen total de la mezcla lo determina el soplete. La cámara mezcladora corresponde a las diversas aperturas correctas para las puntas de soplete aprobadas, y esto también es un equilibrio importante. Si se perturba este equilibrio, las velocidades de flujo se pueden alterar también, y la flama puede empezar a recorrer la corriente de la mezcla y comienza a arder dentro del soplete. 

Esto en realidad no es tan poco común; todos los soldadores conocen este fenómeno y lo llaman retroceso de la llama. Un sonido explosivo es la advertencia de que está a punto de ocurrir. Una vez que comienza, se puede escuchar un sonido zumbante distintivo. El calor generado dentro del soplete pronto lo arruinará, además de que presenta un riesgo de seguridad. Esta peligrosa situación se controla cerrando rápidamente ambas válvulas del soplete. Aún con el soplete y las puntas aprobadas, puede ocurrir un retroceso de la llama debido al deterioro del equipo, especialmente en las puntas. Éstas puntas operan cerca del calor, y desde luego se vuelven frágiles, se queman y se agrietan o se les caen pedazos. Si no se remplaza la punta, es más probable que sucedan retrocesos de la llama.

A pesar de la importancia y complejidad del soplete y de la punta, no es poco común ver que los usan como martillo o como cincel. La tentación proviene de la formación de la escoria, un producto de desecho del fundente del que ya hablamos. Generalmente, la escoria dura cubre la soldadura y se le adhiere. Para terminar el trabajo, el soldador o su ayudante deben eliminar la escoria de la soldadura terminada. El soplete y su punta están tan a la mano para este trabajo (observe la forma en la figura 15-7) que muchas veces los soldadores se ahorran una caminata utilizando el soplete como herramienta. Es una buena manera de arruinar una pieza costosa del aparato y al mismo tiempo de aumentar la posibilidad de un retroceso de la llama.

Cilindros de oxígeno - II

Un problema permanente es acordarse de la tapa de protección de la válvula, que debe retirarse para utilizar el cilindro, pero que también debe volver a atornillarse en su sitio cuando el cilindro se almacena. La tapa protege a la importante válvula, y si alguna vez se mueve el cilindro sin ella, se corre el riesgo de que éste se caiga y se desprenda la válvula con resultados desastrosos. 

Cuando se cincha un cilindro de oxígeno a una carretilla de ruedas o diablo junto con un cilindro de acetileno y el regulador está colocado para la soldadura, por lo general se considera que está en estado operativo, no en almacenamiento. Por tanto, la práctica en la industria dice que en esta situación las tapas de protección de las válvulas no tienen que estar colocadas. Si se observa con atención la tapa de protección de la figura 15.6, se aprecia una ranura vertical más bien rara; en realidad, son dos, pero una está oculta. Estas ranuras tienen un propósito de ingeniería definido, pero no el que la mayoría de la gente piensa. Si la válvula se suelta mientras la tapa de protección está atornillada, el gas que sale hará impacto a gran velocidad con la porción superior cerrada de la tapa, lo que tenderá a contrarrestar la fuerza del gas. Las partes ranuradas en los costados de la tapa permiten que el gas salga, pero en direcciones exactamente opuestas, lo que equilibra las fuerzas y deja al cilindro relativamente quieto. 

Por desgracia, la abertura de las ranuras en la tapa son una invitación para su mal uso por parte del trabajador que intenta mover el cilindro. Los cilindros son pesados y difíciles de manejar, especialmente para el trabajador que ha tenido que mover muchos en un solo día. Además, en los climas fríos tienen tendencia a congelarse y se pegan al suelo, a alguna placa o incluso entre sí. Como el trabajador quiere encontrar la manera de despegarlos, la abertura de la ranura le parece el lugar ideal para insertar una barra y hacer algo de palanca. Pero éste no es el propósito de las ranuras, y este mal uso hace que las válvulas se rompan o queden dañadas.

Como si los riesgos de la presión no fueran suficientes, el oxígeno presenta otros riesgos debido a sus propiedades químicas. Como hemos dicho, es relativamente estable en ausencia de fuentes combustibles, pero el riesgo de incendio del oxígeno puro a presión en presencia de un combustible es muy elevado. Una sustancia tan inocua como la grasa ordinaria puede convertirse de repente en un combustible explosivo en presencia de oxígeno puro a presión. En cuanto abren la válvula, los trabajadores tienen la costumbre de colocar la mano frente a la abertura para saber si el cilindro funciona. Si tienen grasa en las manos o los guantes, corren el riesgo de perder una mano en la combustión explosiva que puede producirse.

Cilindros de oxígeno - I

Hemos visto los riesgos del inestable acetileno. En comparación, el oxígeno es mucho más estable; más aún, es casi del todo seguro si se mantiene lejos de fuentes de combustible. Pero irónicamente, los cilindros de oxígeno son más peligrosos que los de acetileno. La razón es la presión tan alta de los cilindros de oxígeno. La figura 15.6 representa el familiar cilindro de oxígeno; observe su parecido con una bomba o un cohete. Es difícil comprender la energía que puede liberarse por la súbita ruptura de la válvula de un cilindro de oxígeno que tiene una presión de 2000 psi. 

Ha habido numerosos casos de cilindros voladores que derrumban paredes de ladrillo. Si la válvula se rompe mientras el cilindro está confinado en una habitación relativamente pequeña, éste puede rebotar en las paredes hasta que mate a cualquier desafortunado que se encuentre en la misma habitación en ese momento. Imagine el riesgo de un pesado cilindro que vuela sin control por todo el lugar como un globo que se desinflara de pronto. Los trabajadores dejan caer sin pensar cilindros de oxígeno al suelo o los golpean violentamente entre sí. A menudo se observan cilindros de oxígeno parados, solos y sin soporte. Aunque son bastan- te pesados, sus bases pequeñas hacen fácil que se caigan, con el peligro de golpear la válvula. Es necesario combatir en las sesiones de capacitación en seguridad la tentación de dejar los cilindros de oxígeno de pie solos y sin soporte.

Otra tentación de los cilindros de oxígenos es que parecen rodillos perfectos para sostener y mover artículos pesados. Independientemente si están llenos o "vacíos" (aun un cilindro usado no está vacío por completo), el uso de los cilindros como rodillos o soportes puede dañar los cilindros mismos y tal vez la válvula. Si se emplean como rodillos, los cilindros grandes y pesados crean un problema de control. Una vez que una carga pesada comienza a moverse sobre un conjunto de cilindros de soldadura, puede atropellar a algún trabajador.

REDUCCIÓN DE UN RIESGO POR SUSTITUCIÓN

El gerente de seguridad e higiene de una planta manufacturera observó que una operación de producción empleaba equipo convencional de soldadura con gas para llevar a cabo una operación de soldadura de latón. La instalación convencional de soldadura con gas consta de una carretilla portátil con el soplete conectado a los cilindros de oxígeno y acetileno. 

Sin embargo, en una operación de producción en la cual el proceso se queda en un lugar dentro de la planta, no hay necesidad que el equipo de soldadura esté sobre una carretilla portátil ni que utilice gases combustibles que se suministran en costosas botellas o depósitos portátiles. Aún más, ya que la operación era de soldadura por latón, no de soldadura, se necesitaba una temperatura mucho menor para hacer el trabajo, lo que dio al gerente la idea de que quizás el peligroso y caro gas acetileno, con su flama caliente característica, no fuera necesario. 

Así, sugirió que se optara por el combustible para soldadura más barato, el gas natural, que corría por las tuberías maestras de la planta. Ahora bien, las fuentes de servicio público de gas natural están a una presión muy baja, aproximadamente a 4 oz/in.2, y los soldadores esgrimieron este hecho para rechazar la idea, arguyendo que la presión del gas natural era muy baja obtener eficacia en este proceso de producción. Sin rendirse, el gerente negoció un arreglo con la empresa suministradora para que surtiera gas natural a la planta a mayor presión. El resultado fue una operación de soldadura por latón muy exitosa, que utilizaba gas natural como sustituto de combustible en lugar del —mucho más costoso— gas acetileno. Por haber persistido en su idea, este hombre ganó prestigio ante el director general y toda la planta. Demostró que resolvía los problemas sin perder de vista los costos de producción y la eficiencia, aparte de su trabajo en el mejoramiento de la seguridad. Al mismo tiempo, redujo la posibilidad de que la planta quedara expuesta a una notificación de la OSHA, por una de las normas con mayor frecuencia de notificaciones.

Riesgos del acetileno - III

Así, el gas acetileno sale lentamente en burbujas de la solución de agua y alimenta la lámpara. Se puede aprovechar la misma reacción para generar gas acetileno para soldadura por medio de un generador. Este proceso evita el riesgo de almacenamiento a gran escala de cilindros de acetileno Pero el proceso de almacenar acetileno en cilindros se ha perfeccionado y comercializado a tal medida, y se ha hecho tan relativamente seguro, que los generadores de acetileno ya rara vez se ven. E. proveedor de cilindros tiene instalado un gran generador de acetileno, pero esto no es de preocupar para la mayoría de los gerentes de seguridad e higiene. Antes de abandonar el tema de los riesgos del acetileno, debemos considerar otros gases combustibles. Si el gerente de seguridad c higiene realmente quiere ganarse la aprobación de la dirección, ofrecerá una innovación de producción que hará más seguro el lugar de trabajo, reducirá la vulnerabilidad legal de la empresa y reducirá los costos de producción, todo al mismo tiempo. Es difícil hacerlo, pero no imposible, y la selección del gas combustible para soldadura presenta una oportunidad. Se necesita hacer la "tarea" y ser diligente en la investigación del asunto, pero las recompensas para la empresa y para todos los interesados suelen valer la pena. 

Ya hablamos del gas MAPP, el gas natural y el propano como alternativas para el acetileno. La primera objeción que el gerente de seguridad e higiene escuchará ante la idea de utilizar estos gases es que no arden con suficiente calor. Es cierto que el acetileno los supera cuando se necesita una flama muy caliente, pero muchas aplicaciones industriales no necesitan temperaturas tan elevadas como los soldadores quieren para algunas aplicaciones. Ciertamente los gases alternos son lo bastante calientes para soldadura por latón y el estañado, pero también para algunas aplicaciones de soldadura. Una razón por la que no funcionan los intentos poco vigorosos por cambiar a gases alternos es que los soldadores insisten en usar las mismas puntas de soplete que utilizaban con el acetileno. 

Unas puntas de soplete especiales pueden ser el secreto que hará de la nueva idea un éxito. En ocasiones también hace falta enseñar a los soldadores a ajustar sus sopletes para lograr una "flama neutra" con las características de calor apropiadas. El caso 15.1 refiere cómo un gerente de seguridad e higiene brindó a su empresa un alivio económico con una sugerencia que mejoró la seguridad al tiempo que redujo los costos de producción.

Riesgos del acetileno - II

Si los cilindros se almacenaran horizontalmente o con el extremo de la válvula hacia abajo podría entrar a sus conductos la acetona líquida, en lugar del gas acetileno. Después, cuando se abra ía válvula, el soldador podría recibir un flujo inesperado y muy inflamable de acetona. Dado que el propósito de abrir la válvula es encender el soplete con una fuente de chispa, es obvio que sería fácil encender la acetona líquida por accidente. Es difícil controlar acetona derramada y ardiendo, además de que es bastante peligrosa. Remitimos al lector al capítulo 10, para que considere las características de inflamabilidad de la acetona. Otra manera de que salga acetona líquida por la válvula es utilizar el cilindro cuando está casi vacío. Las fugas de acetona se detectan con facilidad, pues como es el principal ingrediente del removedor de esmalte de uñas, su olor nos es familiar a todos.

A veces, algunos cilindros de acetileno tienen fugas alrededor del vástago de la válvula, lo cual origina lo que los soldadores llaman "fuegos de vástago". También hay que buscar fugas en el tapón del fondo del cilindro. En un incidente, por fortuna no serio, el soldador estaba perplejo porque ocasionalmente oía una pequeña explosión que, aunque audible, no causaba daños. Al cabo resolvió el misterio: descubrió que las explosiones se producían en la pequeña concavidad debajo del cilindro Las pequeñas explosiones eran inofensivas, pero imagine cuánto habría aumentado el riesgo si no hubiera habido ignición y se hubiera permitido que el cilindro defectuoso liberara lentamente el acetileno, por ejemplo durante su almacenamiento por la noche.

Es importante saber cerrar rápidamente la alimentación del combustible en una emergencia, en particular si se trata de acetileno. Algunas válvulas están diseñadas para aceptar una llave especial, pero los martillos y las llaves en general no son apropiados para abrir estas válvulas. La llave especial debe estar a la mano para su uso inmediato. Una "lámpara de minero" de carburo arde con acetileno si se echan trozos de carburo de calcio en agua. La reacción química es la siguiente:

Riesgos del acetileno - I

Los cilindros para soldadura con gas nos son tan familiares que es difícil recordar su devastador poder destructivo. El acetileno, el gas combustible para la mayor parte de las soldaduras con gas, es tan inestable que está prohibida su presurización en múltiples a presiones superiores a 15 psig (30 psia). Compare esta baja presión con la del familiar oxígeno, el nitrógeno y otros cilindros de gas comprimido ordinarios, que contienen presiones que superan los 2000 psi. Hay varios trucos para evitar los riesgos por inestabilidad del gas acetileno; el más popular es disolverlo en un solvente adecuado, por lo general acetona. En estas condiciones, se puede elevar la presión hasta alrededor de 200 psi. Conforme el gas acetileno se extrae del cilindro, la presión baja ligeramente, lo que permite que una mayor cantidad de gas se separe de la solución y se consiga un equilibrio a una presión adecuada para la soldadura.

De esta manera, se puede almacenar una cantidad relativamente grande de acetileno en un cilindro razonablemente portátil. La figura 15-5 muestra el interior de un cilindro de acetileno. La mayoría de la gente no sabe que el cilindro contiene un material de relleno sólido y absorbente para la solución de acetona y acetileno. El contenido es más líquido que gaseoso, y esto lleva a otro riesgo. Los cilindros de acetileño deben mantenerse con el extremo de la válvula hacia arriba, tanto cuando están almacenada como cuando están en uso. No hay peligro en inclinar los cilindros ligeramente, y de hecho es práctica común hacerlo cuando se usan carretillas manuales para manejar cilindros conectados para su uso. Sin embargo, es un buen consejo no inclinar los cilindros a un ángulo mayor de 45° de la vertical

RIESGOS DE LA SOLDADURA CON GAS

La variedad de procesos de soldadura debería darnos alguna pista de por qué es tal la magnitud de los riesgos. Pasemos, pues, a examinar estos riesgos, comenzando con la soldadura con gas, porque es la que ha traído a los gerentes de seguridad e higiene la mayoría de los problemas.

TERMINOLOGIA DEL PROCESO - V

TERMINOLOGIA DEL PROCESO - IV

La soldadura por resistencia (figura 15.4) es uno de los procesos menos riesgosos. Tiene amplio uso en la fabricación en masa de productos. Sin embargo, la resistencia está limitada a láminas relativamente delgadas de material. El principio de la soldadura por resistencia es pasar corriente eléctrica a través del material que se va a soldar, el cual se funde con el calor generado. También se aplica presión en el punto de la soldadura. Lo atractivo de la soldadura por resistencia es que la fusión ocurre sólo donde se encuentren las superficies en contacto. Las superficies exteriores y adyacentes, expuestas a contaminantes atmosféricos que dañan la soldadura, no alcanzan el punto de fusión y el daño al material es mínimo. Este hecho también evita la necesidad de un fundente o gas inerte que complica tanto el proceso de producción como los aspectos de seguridad y salud.

Citemos también algunos de los procesos menos usuales porque, aunque sean poco usados o el gerente de seguridad e higiene los considere acaso raras veces, la naturaleza de sus riesgos puede ser completamente diferente. El método para soldar thermit {"termita", TW) emplea una reacción quí- mica para producir el calor de la soldadura. El thermit es bueno para las aplicaciones incómodas o quizás cuando la soldadura queda lejos de una fuente de energía eléctrica o de gas. La soldadura por rayo láser (láser beam welding, LBW) utiliza un rayo concentrado de luz láser para generar el calor de la soldadura. Los láseres realizan la soldadura con tanta precisión que se utilizan para aplicaciones casi microscópicas en piezas diminutas.

TERMINOLOGIA DEL PROCESO - III

Después de combinarse con las impurezas, mientras el fundente todavía está en estado de fusión, el líquido resultante se llama escoria, que más tarde se solidifica y debe ser eliminada de la soldadura terminada. En ciertos procesos, alguno de los gases inertes, como el argón o el helio, se utiliza con el mismo propósito. El gas inerte desplaza el aire de la soldadura y, por tanto, mantiene el oxígeno lejos de los metales calientes. Por desgracia, el gas inerte a veces también aleja el oxígeno del soldador, una característica indeseable que estudiaremos más adelante, en la sección de los mecanismos de riesgo.

Llegando a este punto, debemos mencionar otro proceso de arco eléctrico: el proceso de arco sumergido, o SAW (submerged are process, "soldadura de arco sumergido"). En este proceso, el fundente es granular y, como se aprecia en la figura 15.3, el arco eléctrico está oculto bajo la pila de fundente granular y el charco de escoria derretida. Esto tiene grandes ventajas para la seguridad y la salud, y la popularidad del arco sumergido va en aumento. A menudo, las máquinas de soldadura automática se programan para aplicar el fundente automáticamente y mover el electrodo a lo largo de una trayectoria larga y recta en la fabricación de grandes vigas o trabes de placa de acero estructura- les. Sin embargo, si se aplica la soldadura SAW en un sitio sobre la cabeza es un problema, debido a que el fundente granular caerá por acción de la gravedad, en lugar de cubrir la soldadura.

 

TERMINOLOGIA DEL PROCESO - II

El gerente de seguridad e higiene debe tener cuidado de no confundir la soldadura aplicada con gas con algunas clases de soldadura de arco eléctrico, que aplican un gas inerte para facilitar el proceso. De hecho, algunos de estos procesos tienen nombres como "soldadura de arco de gas y metal" o "soldadura de arco con gas tungsteno", pero no son soldaduras con gas. La característica que distingue a la soldadura con gas es que éste debe utilizarse como combustible para el proceso, no como gas inerte. Las clases de soldadura eléctrica son aún más variadas que las soldaduras con gas. La soldadura de arco requiere de un pequeño espacio entre electrodos, uno de los cuales es por lo regular la misma pieza de trabajo. El calor proviene del arco eléctrico que se forma entre los electrodos. El proceso que tipifica al arco eléctrico es la varilla electrodo o la soldadura de arco de metal protegido (shielded metal arc welding, SMAW),1 que se muestra en la figura 15.1. Esta operación portátil y popular se ve en la soldadura de acero estructural de los edificios, en la reparación de componentes de acero y en una gran variedad de procesos de fabricación. La varilla electrodo es una pieza para soldar sostenida por una pinza y que se consume en el proceso. Consiste en un metal de relleno, rodeado de un fundente, término que explícame más adelante. La varilla de núcleo (flux-coredare welding, FCAW), es similar a la soldadura SMAW. En este caso, el fundente está en el interior de la varilla, lo que recuerda la soldadura de ácido o de núcleo de resina. Algunas veces, el proceso de soldadura no consume el electrodo, como ocurre por ejemplo en el proceso conocido como TIG (tungsten inert gas, "gas inerte tungsteno") o GTAW (gas tungsten arc welding, "soldadura de arco con gas tungsteno"), que se muestra en la figura 15.2. En un proceso relacionado, GMAW (gas metal are welding, "soldadura de arco con gas y metal"), el arco eléctrico consume UN electrodo flexible, que está enrollado en un carrete y alimenta continuamente al arco durante la soldadura.

Los términos fundente y gas inerte necesitan una explicación. Las elevadas temperaturas de fusión del acero y otros metales los hacen muy vulnerables a la oxidación, dañina para la soldadura En general, el fundente está formado por un compuesto químico que se combina con las impurezas y con el oxígeno para evitar la oxidación de los metales calientes.

TERMINOLOGIA DEL PROCESO - I

La clave para comprender los riesgos de la soldadura es saber cómo funciona el proceso en sí, y a menos que los gerentes de seguridad e higiene posean este conocimiento, su credibilidad ante sus contrapartes de fabricación y operación será mínima. 

Todos saben que la soldadura requiere que se derrita o se funda el material para formar una unión rígida. Así, la primera pregunta para determinar el proceso es "¿Qué material se funde?" Si el material fundido es parte de las piezas a unir o de un material semejante de relleno, el proceso es de soldadura. Si en cambio es algún otro material con una temperatura de fusión menor, decimos que el proceso es soldadura fuerte por latón o estañado. La división entre soldadura por latón y el estañado está en los 427°C (800°F); la soldadura por latón se encuentra arriba de esa temperatura y el estañado debajo. Como la soldadura requiere que se fundan los materiales, se requiere calor, aplicado intensamente, para alcanzar los altos puntos de fusión de los materiales. El método para aplicar este calor intenso identifica el proceso. 

Excluyendo procesos inusuales y extraños, cómo los thermit y el láser las tres clases básicas de soldadura convencional son: 

• Soldadura con gas 

• Soldadura con arco eléctrico 

• Soldadura por resistencia 

El ejemplo común de la soldadura con gas es el familiar proceso del soplete de oxiacetileno, en el cual se hace que el gas acetileno, que arde a gran temperatura, se queme todavía con más calor al alimentar la flama con oxígeno puro. Para soldar materiales con punto de fusión más bajo, se utilizarse gases más seguros, como el gas natural, el propano o el gas MAPP (nombre de marca). Estos gases se emplean a menudo para la soldadura por latón y para el estañado.

Soldadura

Después de un tema tan amplio como el de la protección en las máquinas, podría parecer una minucia referirse a un campo tan estrecho como el de la soldadura. Sin embargo, a muchos sorprenderá saber que los procesos de soldadura presentan algunos de los más grandes riesgos a la seguridad y a la salud. En términos de magnitud de los riesgos, la soldadura abarca aún más que la protección en máquinas y, para el caso, que cualquier otro capítulo de este libro. 

Este capítulo se titula "Soldadura", y hay que tomar el término en su sentido más amplio para incluir la soldadura con gas, la soldadura con arco eléctrico, la soldadura por resistencia e incluso procesos relacionados, como el estañado y la soldadura fuerte, que técnicamente no son en realidad procesos de soldadura. Los procesos de soldadura son tan diversos, que antes de referirnos a sus riesgos conviene mencionarlos y comprender su terminología fundamental.

Protecciones en maquinas - EJERCICIOS DE INVESTIGACIÓN

• Revise las estadísticas de coerción de la OSHA para determinar la frecuencia de notificaciones por protección general del punto de operación". ¿Cuál es el lugar que la OSHA otorga a esta norma. las demás, en términos de frecuencia? 
• Revise .as estadísticas de coerción de la OSHA para determinar la frecuencia de notificaciones "protección del punto de operación" en las prensas de potencia mecánica. 
• Revise las estadísticas de coerción de la OSHA para determinar las tres normas citadas con frecuencia en la norma de maquinaria de rueda abrasiva.

Protecciones en maquinas - EJERCICIOS Y PREGUNTAS DE ESTUDIO - III

• Enumere y describa todas las instalaciones de prensa mecánica para las cuales es legal utilizar alimentación manual. 
• Enumere y describa todas las instalaciones de prensa mecánica para las cuales las normas exigen un monitor de frenado y sistema de control. 
• ¿Qué característica opcional de los dispositivos sensores de presencia es permisible para darles la misma ventaja de producción que las puertas de tipo B tienen sobre las de tipo A? Explique la ventaja. 
• Describa dos desventajas de las barreras de conciencia. 
• Refiera por lo menos dos ventajas de utilizar luz infrarroja en vez de luz visible en los sensores de presencia. 
• Explique la diferencia entre los términos "monitor de frenado" y "dispositivo de medición de tiempo de frenado". 
• El interruptor del límite de recorrido extra de parada superior de un monitor de frenado en una prensa de potencia mecánica es ajustable. ¿Cuál es la ventaja de ajustar alto el recorrido extra? ¿Cuál es la ventaja de ajustarlo bajo?
• ¿Qué sucede cuando se activa el interruptor del límite de recorrido extra de parada superior al final de un ciclo de la prensa? 
• Describa dos características requeridas de una sierra de mesa para impedir el rebote o reculada. ¿Cuál impide que el rebote comience y cuál detiene el movimiento si ya inició? 
• ¿Qué característica de la sierra circular de mano hace que la guarda retráctil de hoja sea aún más importante que en las sierras de mesa o radiales? 
• ¿Cuál es la diferencia entre una segueta mecánica y una sierra de banda? ¿Cuál es más difícil de proteger? ¿Por qué? 
• Explique por qué "las guardas de barrera fija grandes toleran grandes distancias entre la guarda y el punto de operación y una malla de tejido más abierto en el material de la guarda". 
• Describa las desventajas de las barreras de conciencia en lugar de las guardas de máquina.

Protecciones en maquinas - EJERCICIOS Y PREGUNTAS DE ESTUDIO - II

11 ¿Cuál es la diferencia entre una guarda de barrera con enclavamiento y una puerta? 

12 ¿Cuál es la diferencia entre los controles de dos manos y los disparadores de dos manos? 

13 ¿Cuál es la diferencia entre las puertas tipo A y tipo B? 

14 ¿Cuál es la ventaja de las cabezas Alien para los tornillos sobre las arandelas en las protecciones de las máquinas? 

15 Una guarda tiene un tamaño máximo de abertura de dos centímetros. Las aberturas de la guarda están a 15 centímetros de la zona de peligro. ¿Cumple el tamaño de la abertura con los requerimientos? 

16 ¿Qué es una barrera de conciencia? ¿Qué es una guarda de plantilla? 

17 Explique los términos rotación completa y rotación parcial en lo que se refiere a los embragues de prensa. ¿Cuál es más seguro? 

18 ¿Qué es el silenciador de dispositivos de salvaguarda y cuándo está permitido? 

19 ¿Cuál es la diferencia entre los jaladores y los restrictores?

20 ¿Cuál es la mayor desventaja de los jaladores?

Protecciones en maquinas - EJERCICIOS Y PREGUNTAS DE ESTUDIO - I

1 Explique el término punto de operación. 

2 Mencione varios riesgos mecánicos de las máquinas en general. ¿Cuál es el más importante desde el punto de vista de la seguridad? 

3 Identifique varios ejemplos de puntos de pellizco entrante. 

4 Mencione dos formas de salvaguardar una máquina que no requiere de una protección o dispositivo físico. ¿Cuál es la diferencia entre los dos métodos de salvaguarda? 

5 ¿Qué es un cerrojo? ¿En qué difiere del enclavamiento? 

6 ¿Cuáles son las desventajas de las protecciones de malla de nylon para ventiladores? 

7 El tiempo de detención del ariete de cierta prensa de rotación parcial se ha medido en 0.333 segundos. ¿A qué distancia de seguridad mínima debe colocarse el sensor de presencia? 

8 Una prensa de potencia mecánica tiene un embrague de rotación completa y 14 puntos de acoplamien- to en el volante, que gira a 90 rpm. ¿A qué distancia mínima del punto de operación de esta prensa debe colocarse un dispositivo de disparador de dos manos? 

9 Mencione algunas razones por las cuales una máquina puede tener barrenos para fijación en las patas. 

10 Mencione varias clases de dispositivos de salvaguarda para el punto de operación.

RESUMEN Protecciones en maquinas

Protecciones en las máquinas es un término casi sinónimo de seguridad industrial, y es un tema de prioridad para los gerentes de seguridad e higiene. 

Aunque algunos profesionales de la seguridad y la salud lo pasan por alto como anticuado y poco técnico, la protección en máquinas es una tarea de desafiante, y nuevas tecnologías de protección se suceden unas a otras. La parte más peligrosa de la mayor parte de las máquinas es el punto de operación, donde la herramienta hace contacto con la pieza de trabajo. Desafortunadamente, también es la parte más difícil de resguardar. Para cuando la protección es impracticable o imposible, se han diseñado dispositivos electromecánicos para proteger al operador. No se debe olvidar que hay riesgos indirectos en el punto de operación, como partículas o chispas voladoras. Siguiente en importancia están las bandas, las poleas y otros aparatos de transmisión de energía. Aunque por lo regular se protegen con mayor facilidad que el punto de operación, las bandas, las poleas, los engranes, los ejes y las cadenas deben recibir atención constante en la planta. 

A menudo las guardas se fabrican en la planta, con la supervisión del gerente de seguridad e higiene. Recuerde la posibilidad de proteger por emplazamiento. No confunda la protección por emplazamiento con la protección por distancia, destinada a protegerse del punto de operación en las máquinas, como las prensas, que fabrican grandes piezas de trabajo. Una de las máquinas de producción más importantes y peligrosas es la prensa de potencia mecánica. Los requerimientos de seguridad para la protección en el punto de operación suelen ser bastante técnicos y complicados. Muchos de los métodos de protección especificados para las prensas pueden utilizarse como principios para la protección en las máquinas en general. Los riesgos de las sierras radiales son ejemplos de todos los que atañen a las demás sierras. El rebote o reculada es un riesgo de la mayor parte de las sierras. 

Entre los remedios viables se cuentan varios dispositivos mecánicos, además de la capacitación de los trabajadores respecto al rebote o reculada. La norma para maquinaria de rueda abrasiva de la OSHA es bastante complicada, pero los problemas principales son pequeños y simples: protección de rueda, tuerca y brida, ajuste de los descansos de las máquinas esmeriladoras y ajuste de las lengüetas de guarda. El gerente de seguridad e higiene debe prestar atención también al equipo misceláneo, como las herramientas de potencia manuales, el equipo de aire comprimido y los gatos. Aquí destaca el requerimiento de reducir la presión del aire a 30 psi o menos cuando el aire se utiliza para limpieza.