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• Mayra Rocha

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Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Chubut Seguridad e Higiene Industrial

Ventilación

Ventilación En general podemos decir que se utilizan dos sistemas de ventilación:  Sistemas de impulsión: se impulsa aire al lugar de trabajo.  Sistema de extracción: eliminan contaminantes del lugar de trabajo manteniéndolo limpio. Se debe tener presente que un programa completo de ventilación debe incluir a ambos sistemas. Además que la cantidad de aire que se extrae de un local debe ser igual a la cantidad que se impulsa al mismo, de lo contrario se pueden generar situaciones de presión más bajas o más altas que la atmosférica

Ventilación Ventilación natural de locales se realiza por medio de una renovación del aire que se produce por la circulación a través de aberturas, chimeneas, cerramientos, fisuras, etc.

El movimiento del aire se produce por diferencias térmicas y de presión de origen natural o propias del proceso que se está ejecutando. Puede ser general o localizada. La ventilación mecánica general se realiza a través de impulsores o extractores de aire con o sin conductos de aspiración o de distribución.

Ventilación El aire extraído es volcado a la atmósfera. Con lo que debemos considerar: 1- Observar el ambiente y las condiciones del lugar de trabajo en esta materia de Ventilación 2- Se vuelca al medioambiente contaminantes, es decir, que hacia fuera del local debemos considerar otra legislación y son otros los cuidados que debemos tenerPor ejemplo: Depurar el fluido para retener contaminante y llevarlo a los valores que la legislación o cuota de contaminación nos lo permiten. Funcionalmente no podemos separar uno u otro, se complementan y trabajan juntos,.

VENTILACION GENERAL Consiste en la inyección o extracción de aire de un local, zona o edificio. Su clasificación puede ser:

 Ventilación de regulación térmica: se realiza el control de las condiciones de trabajo para ambientes cálidos o fríos, tendiente a la prevención sobre la salud del operario y mantenimiento de equipos.  Ventilación por dilución: se diluye el aire contaminado con la inyección de aire limpio con el objetivo de mantener los niveles que no afecten la salud (de acuerdo a normas), evitar incendios, explosiones, olores, etc.

Ventilación por dilución Los aspectos o principios básicos que Ud debe considerar para el control de sistemas de ventilación por dilución son los siguientes:  Considerar los TLV que establece la legislación y determinar la cantidad de aire necesario para llevar la concentración del contaminante a una dilución adecuada. Existe un valor K de corrección que se evaluará más adelante.  Los puntos de extracción deben estar en lo posible próximo a la fuente de generación.

 El aire que ingresa debe tener una temperatura adecuada de acuerdo a la estación presente.  El balance de masa debe estar equilibrado, es decir que tanto aire debe ingresar como aire salió.  No debe ingresar al local el aire extraído. Para ello debe ser descargado lo más alejado posible (darle altura), tener cuidado con la existencia de ventanas próximas, etc.

Ventilación general (por dilución) Se lo puede implementar, cuando:

 La concentración del contaminante no debe ser muy elevada ya que ello implicaría un caudal de aire elevado para lograr su dilución.  Las fuentes de contaminación deben encontrarse alejadas de los trabajadores o que la difusión del contaminante sea lo suficientemente alta para lograr concentraciones bajas, logrando mantenerse de acuerdo a los TLV.  La toxicidad del contaminante debe ser baja.  El contaminante debe estar uniformemente distribuido.

Ventilación localizada Cuando la sustancia química representa un riesgo mayor, por su grado de toxicidad, el sistema de extracción debe ser localizado, porque capta el contaminante antes de que este invada el local de trabajo.

 La captación del contaminante se realiza esencialmente por medio de la campana que tiene la particular de lograr un flujo de aire hacia ella. Tengamos en cuenta que los contaminantes pueden encontrarse en forma de gases, vapores, humos o partículas de polvo.

Dentro de los distintos sistemas de ventilación localizada podemos encontrar:     

Sistema de extracción y tratamiento independiente en cada fuente. Sistema de conductos de ramales múltiples de alta velocidad Sistemas de baja velocidad Con cámara de sedimentación Mediante el confinamiento de los equipos del proceso.

Ventilación localizada La captura del contaminante tiene que ser con una velocidad de ingreso tal que venza el movimiento del aire contaminado (originado en la fuente) y además las corrientes erráticas (corrientes del aire que se encuentran en el local y producidas por movimientos de persona, vehículos, aberturas, etc). Las configuraciones que pueden llegar a tener las campanas son muy variadas y se adaptan a cada diseño en particular. Sin embargo es posible llagar a clasificarlas en dos grandes grupos: • •

Cabinas Campanas Exteriores

Existen algunos factores generales para la determinación de la campana a generar: • • •

Mecanismo de generación del contaminante. Posición relativa entre trabajador y equipo. Características físicas del equipo y dimensiones del local.

Cabinas Es paralelepípedo que tiene la particular de encerrar parcial o totalmente la fuente de emisión del contaminante. La cabina para procesos confinados es aquella que cierra totalmente la fuente contaminante, en este caso la masa de aire que se requiere para el control es mínima. En cabinas de procesos confinados la velocidad del aire de ingreso es función del proceso y de la toxicidad del producto La cabina parcialmente cerrada se puede observar en laboratorios o en talleres de pintura.

Cabinas Es paralelepípedo que tiene la particular de encerrar parcial o totalmente la fuente de emisión del contaminante. La cabina para procesos confinados es aquella que cierra totalmente la fuente contaminante, en este caso la masa de aire que se requiere para el control es mínima. En cabinas de procesos confinados la velocidad del aire de ingreso es función del proceso y de la toxicidad del producto La cabina parcialmente cerrada se puede observar en laboratorios o en talleres de pintura.

Campanas exteriores Son aquellas campanas que controlan los procesos contaminantes pero fuera de los límites físicos de la fuente, es decir, no la encierran.

Campanas suspendidas (tipo Dosel) sobre fuentes en general calientes ya que el contaminante ascenderá por la densidad menor del aire. Campanas de extracción lateral, en general sobre tanques abiertos (cubas de inmersión e inclusive pueden ser de extracción lateral contrapuestas (ambos lados de la fuente.

El diseño dependerá del grado de generación de la fuente, características físicas del contaminante en aire, su toxicidad, etc. Un diseño que se suele utilizar en campanas exteriores son las de impulsión-extración en donde un chorro de aire es inyectado a la fuente generadora pero en dirección a la campana de extracción.

Tipos de campanas

Campana lateral sobre mesa de trabajo

Campana de extracción natural con ranuras sobre tanque abierto

Tipo de campanas

Campana Suspendida, (Dosel) sobre fuente fría Campana de extracción lateral sobre tanque abierto

Equipos de tratamientos / Conducto Función es transportar al aire contaminado desde la campana hasta la fuente de tratamiento (equipos de depuración) y posteriormente volcar el fluido al medioambiente. También se pueden utilizar para inyectar aire limpio dentro del local de trabajo Pueden tener:  Geometría Circular (los más usados)  Geometría Rectangular.

La determinación estará a cargo del diseñador (especialista) del sistema de ventilación. Los procesos de cálculo varían si se trata de una u otra forma del conducto.

Equipos de tratamientos El número de equipos existentes para la tarea es elevado y su selección depende de la eficacia buscada, las característica físicas del contaminante y la concentración Equipos para captación de polvos: • • • • • •

Precipitadores electrostáticos Filtros de tela Lavadores de gases (o depuradores húmedos) Torres de lavado Precipitador dinámico húmedo Venturi

Separadores centrífugos: • • • •

Por vía seca Por vía húmeda Separadores por gravedad Ciclón

Equipos de tratamiento Una torre de relleno es una forma adecuada para lograr la separación de gases vapores y nieblas. Existen equipos específicamente diseñados para la separación de vapores o gases y se pueden clasificar según su principio de funcionamiento:     

Adsorción Absorción Oxidación catalítica Oxidación térmica Incineración

CAMPANAS El término campana se usa en un sentido amplio, incluyendo cualquier abertura de succión independientemente de su forma o tamaño, que permite que el aire ingrese al sistema de conductos.

La función es crear un flujo de aire que capture eficazmente al contaminante y lo transporte hacia ella. Las campanas se proyectan tendiendo a lograr la máxima eficiencia aerodinámica en la captación del contaminante, es decir tratando de crear la velocidad necesaria en el área de contaminación, con el menor caudal y el mínimo consumo de energía.

Para ello es conveniente, en la medida de lo posible, la colocación de pantallas o el encerramiento de procesos con el fin de encauzar el aire.

Propiedades de los contaminantes Efectos de inercia: partículas pequeñas de polvo, de diámetro igual o inferior a 20 micrómetros (que incluye los polvos respirables).

Este tipo de materiales se mueve si lo hace el aire que les rodea. En este caso, la campana debe generar una velocidad de control o captura suficiente para controlar el movimiento del aire que arrastra a los contaminantes y, al mismo tiempo, vencer el efecto de las corrientes de aire producidas en el local por otras causas, como movimiento de personas, de vehículos, corrientes convectivas, etc.

Propiedades de los contaminantes Efectos de la densidad: Con frecuencia la ubicación de las campanas se decide, erróneamente, sobre la base de suponer que los contaminantes químicos son “más pesados “ que el aire. En la mayor parte de las aplicaciones relacionadas con los riesgos para la salud, este criterio es de poco valor.

Las partículas de polvo, los vapores y los gases que pueden representar un riesgo para la salud tienen un comportamiento similar al aire.

Diseño de campanas El tipo de campana a emplear dependerá de las características físicas de la fuente de contaminación, del mecanismo de generación del contaminante y de la posición relativa del equipo y del trabajador. Los pasos para el diseño de una campana son: - Determinar la ubicación respecto al proceso. - Determinar la forma y tamaño.

- Determinar el caudal de aspiración.

Caudal El caudal volumétrico de aspiración, se calcula aplicando la ecuación de continuidad:

Q = v . A (m3 / s) donde: • v (m / s): velocidad del aire • A (m2): área de la sección de pasaje del aire a la velocidad v.

Campanas suspendidas La campana suspendida o dosel es una campana colocada a una determinada altura sobre una fuente fría. Se recomienda que la campana exceda al diámetro o a los lados de la fuente de emisión de contaminantes.

Campana Suspendida La ecuación general para esta campana suspendida de cuatro laterales abiertos es: Q = v . K . p . h (m3 / s)

Q : caudal de aire a aspirar por la campana suspendida en (m3/s), v : velocidad de control en (m/s) K : constante que varía con las relaciones entre las dimensiones de la campana y de la fuente contaminante, p : perímetro de la fuente en (m) h : altura entre el plano superior de la fuente y el plano inferior de la boca de la campana en (m).

Campana Suspendida Se recomienda que el radio de la campana exceda al radio de la fuente de emisión de contaminantes en el 40 % de la altura que existe entre el borde inferior de la campana y el borde o plano superior de dicha fuente, y en el caso de tratarse de fuentes rectangulares, los lados de la campana deben exceder a los lados de la fuente de emisión de contaminantes en la misma proporción. Cuando se satisface la condición anterior la ecuación de cálculo recomendada es: Q = v . 1,4 . p . h (m3 / s) El valor exacto de K para otros casos no ha sido establecido.

Campana Sobre una Pared Campana suspendida de tres laterales abiertos. La ecuación utilizada para el cálculo del caudal es: Q = v . (l + 2.a) . h (m3 / s) Donde ahora: l : dimensión de la campana paralela a la pared en (m) a : dimensión de la campana perpendicular a la pared en (m).

Campana sobre una esquina Cuando la campana suspendida está ubicada en una esquina del local, es decir sobre dos paredes, se la conoce con el nombre de campana suspendida de dos laterales abiertos. La ecuación de cálculo del caudal es:

Q = v . (l + a) . h (m3 / s)

Donde: l y a: dimensiones de los laterales abiertos de la campana en (m).

Ejemplo de cálculo

Proceso: Recubrimiento no electrolítico de níquel Contaminante: Vapores de amoníaco Datos: a = 0,75 m – b = 0,65 m – h = 1,15 m Temp. baño = 65 º C

Ejemplo de Cálculo • Se considera que la campana suspendida de 4 laterales abiertos, se considera que los lados de la campana deben exceder en un 40% a los lados de la fuente de emisión de contaminantes. • Con la consideración tomada, el caudal es determinado por: Q= v. 1,4. p. h=

La velocidad de control fue determinada consultando la res 295/03 CMP y las tablas dadas en la bibliografía CMP: 25 ppm

Ejemplo de cálculo

Ejemplo de cálculo

Ejemplo de cálculo