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Seguridad de los hornos de tratamiento térmico

Air Liquide, un líder mundial y proveedor de gases industriales para el tratamiento térmico, explica cómo prevenir los riesgos durante el proceso de tratamiento y garantizar la seguridad de las instalaciones. 

¿En qué consiste el tratamiento térmico?

El tratamiento térmico es una etapa fundamental en la producción industrial, que consiste en calentar las piezas en un horno con una atmósfera gaseosa específica y enfriarlas de forma controlada. Su función final es modificar propiedades del metal como la dureza, la resistencia, la ductilidad y la elasticidad. 

La composición de la atmósfera gaseosa se elige en función de la naturaleza del metal a tratar, de los resultados a obtener y del tipo de horno. Los gases utilizados pueden ser neutros (nitrógeno, argón) o reactivos (hidrógeno, amoníaco en fase gaseosa, acetileno, otros hidrocarburos). Las temperaturas del proceso pueden oscilar entre −150 °C (temperaturas criogénicas) y más de 1000 °C.

Uso de gases en espacios confinados

La utilización de gases en espacios confinados y con las condiciones de temperatura mencionadas implica una serie de riesgos permanentes. Por lo tanto, es esencial identificar las zonas ATEX, seguir cuidadosamente los procedimientos de mantenimiento de las instalaciones y los equipos utilizados y llevar el equipo de protección individual adecuado.

Zonas ATEX: 
Una zona ATEX (= zona de ATmósfera EXplosiva) es un área donde las sustancias inflamables en forma de gases, vapores o polvos se mezclan con el aire. Estas zonas son propicias para que se produzca una ignición inicial seguida de una propagación muy rápida y la generación de una combustión inmediata (explosión) de toda la atmósfera. Las zonas ATEX están restringidas y requieren un permiso de trabajo. Las personas que trabajan en un entorno ATEX deben llevar un EPI (equipo de protección individual) adecuado que cumpla con las normas pertinentes.

¿Cuáles son los riesgos asociados a las atmósferas de tratamiento térmico?

Air Liquide ha identificado cuatro riesgos principales relacionados con la implantación de atmósferas, que pueden causar daños materiales, pero también tienen consecuencias para la salud de los operarios.

Riesgos de incendio y explosión

El fuego es una reacción química de oxidación de un combustible por un oxidante, iniciada por una fuente de energía. La reacción se basa en el principio del triángulo del fuego: combustible,comburente (oxígeno) y fuente de calor
La explosión se caracteriza por una combustión casi instantánea. Provoca un efecto de explosión con llamas y calor.

Estos son los dos riesgos típicos de las atmósferas altamente cargadas en hidrógeno y CO y, en particular, de los hornos de lotes, de cinta o de empuje. Para evitar los riesgos de estos hornos, se utiliza el nitrógeno como gas de seguridad. De hecho, estos hornos están equipados con quemadores a la entrada de la zona caliente y a la salida de la zona fría, con llama piloto y detección de presencia de llama. Así, cualquier mal funcionamiento del horno se detecta gracias a una caída de presión en la red de nitrógeno, que desencadena una parada de seguridad del horno, cortando el suministro de combustible y abriendo el circuito de purga de nitrógeno. 
En este contexto, Air Liquide presta especial atención al dimensionamiento de las instalaciones de almacenamiento de nitrógeno, que deben ser capaces de proporcionar la cantidad de gas necesaria para estas operaciones de purga de seguridad.

¿Qué productos son potencialmente inflamables o explosivos y qué especies químicas están clasificadas como tóxicas?
Los líquidos o gases utilizados para producir atmósferas de tratamiento térmico (metano, propano, amoníaco, metanol, hidrógeno, etc.), así como sus subproductos (gas endotérmico, gas exotérmico, amoníaco craqueado, metanol craqueado) son potencialmente inflamables o explosivos en presencia de una fuente de energía. 

Riesgos de envenenamiento e intoxicación

El envenenamiento y la intoxicación se caracterizan por la introducción en el organismo de un material tóxico como el monóxido de carbono, el amoníaco, los hidrocarburos u otras sustancias. Este riesgo está presente en caso de fuga o mal funcionamiento del horno o de la red de distribución. La presencia de las especies contaminantes puede durar mucho tiempo si la fuga no se detecta rápidamente.
Air Liquide presta especial atención al diseño de sistemas de procesamiento de hidrocarburos y amoníaco, que se utilizan ampliamente para la cementación, nitruración, carbonitruración y nitrocarburación. Los equipos que deben estar en zonas ATEX y las instalaciones de alivio de presión requieren un mantenimiento regular por parte de profesionales capacitados y autorizados.

Riesgos de asfixia y anoxia

La anoxia es un suministro insuficiente de oxígeno a los tejidos en relación con sus necesidades. La interrupción o la dificultad de la respiración es el síntoma que define la asfixia. Los procesos de tratamiento térmico utilizan atmósferas de gas reactivo o neutro sin oxígeno que pueden ser peligrosas para los operarios. 
Los expertos de Air Liquide le ayudarán a comprender los riesgos asociados a la falta de oxígeno en espacios cerrados.

Riesgos asociados a las temperaturas muy bajas

A temperaturas muy bajas, los gases criogénicos se encuentran en estado líquido y presentan riesgos específicos:

  • En contacto con la piel, pueden causar congelación y quemaduras por frío,
  • En contacto con ciertos metales, como el acero al carbono, generan fragilidad del material 
  • Debido a un gran cambio en la densidad del líquido/gas, generan un gran aumento de la presión en los espacios cerrados y pueden causar asfixia.

Air Liquide le aconseja sobre las buenas prácticas y sobre el uso de los EPI (equipos de protección individual) en caso de tratamiento a baja temperatura. 

 

¿Cómo minimizar los riesgos?

Para limitar los riesgos, existen varias soluciones y buenas prácticas. 
Cada vez que se cambie la fuente de gas, se recomienda encarecidamente purgar las instalaciones. También es importante elegir un gas y un equipo que cumplan las normas vigentes para evitar cualquier riesgo. Se recomienda limitar el tiempo de exposición de los empleados y restringir el acceso a las zonas en las que haya una atmósfera modificada. No dude en dirigirse al equipo de expertos de Air Liquide para cualquier consejo o auditoría.

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