Los retos de los altos hornos - draeger.com · “Cero accidentes”: cuando hablamos de monóxido de carbono en la industria del acero, ... procesos técnicos de la brigada de bomberos

© Drägerwerk AG & Co. KGaA 1

El monóxido de carbono es una de las sustancias más peligrosas en la industria del acero. ¿Existe alguna manera de controlar de forma fiable este gas tóxico? La dirección de seguridad y la brigada de bomberos de la planta de ArcelorMittal en Eisenhüttenstadt, en el estado alemán de Brandeburgo, unieron sus fuerzas con Dräger para desarrollar un sistema global de detección de gases adaptado a las exigencias de la planta.

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Los retos de los altos hornos


LAS PRÁCTICAS RECOMENDADAS PARA LA DETECCIÓN DE GASES EN LA PRODUCCIÓN DE ACERO: ARCELORMITTAL EN EISENHÜTTENSTADT, ALEMANIA

El diseño de los sistemas de vigilancia y los requisitos de las tecnologías de medición de gases se rigen por importantes normativas en la mayoría de los países, como las normas de la Mutua Social de Accidentes de Alemania DGUV 109-601 (producción de hierro y acero bruto) y 113-004 (depósitos, silos y espacios confinados).

Temperaturas extremas, ruido y maquinaria pesada: el acero se produce y se procesa en un entorno que reúne algunas de las condiciones más duras imaginables. Sin embargo, el mayor peligro emerge silenciosamente y a menudo es apenas perceptible: es el monóxido de carbono, o CO. Este gas venenoso y altamente inflamable se produce cuando los materiales que contienen carbono se queman sin un aporte de oxígeno suficiente; esta es una reacción química común en muchos procesos de la industria del acero, desde la fundición del hierro hasta los tratamientos superficiales.

El gas de los altos hornos, por ejemplo, se genera como subproducto en el interior del alto horno, y se usa como combustible para calentar los sistemas de calefacción de inyección para generar aire caliente. Contiene de un 20 a un 25 % de monóxido de carbono. El gas que se genera en el convertidor, un proceso que ocurre cada vez que se extrae carbono del hierro fundido en la planta de conversión por oxidación, presenta un contenido de monóxido de carbono que ronda el 65 %.

Los altos hornos y los convertidores son zonas abiertas de la planta. Los gases pueden escapar tan fácilmente como cuando se producen fugas o defectos en las zonas cerradas, como depósitos de gas o tuberías. La supervisión constante del aire ambiente es absolutamente esencial; para ello se utilizan sistemas fijos de detección de gases en todas las zonas peligrosas de la planta y sistemas portátiles de detección de gases que se incorporan en los equipos de protección individual.

Una toxina letal en un entorno peligroso

¿POR QUÉ ES TAN PELIGROSO EL MONÓXIDO DE CARBONO?

Fórmula química CODescripción gas incoloro e inodoroNúmero de identificación CAS 630-08-0Etiquetado requerido altamente inflamable, tóxicoDensidad 1,25 kg/m³, ligeramente menos denso que el aireLímites explosivos en % vol. LIE 10,9/LSE 74,0Temperatura de ignición 605 °CDatos de toxicidad LC en inhalación de 16 000 ppm en 5 min Límite de exposición laboral (OEL) 30 ppm (8 h de valor promedio)Valor a corto plazo 60 ppm (15 min de valor promedio)

MONÓXIDO DE CARBONO

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Por su condición de incoloro, inodoro e insípido, el monóxido de carbono pasa inadvertido. Al contrario de lo que se cree popularmente, no causa dificultades respiratorias. Los primeros signos de intoxicación leve son mareos y dolor de cabeza. Las víctimas a menudo confunden estos síntomas con los de la gripe o un resfriado común. En algunos casos, la intoxicación por CO puede no causar síntomas al principio y pasa inadvertida hasta que la víctima pierde el conocimiento. La única manera de determinar con fiabilidad si hay concentraciones de CO peligrosas en el aire es utilizando tecnologías especiales de detección de gases.

El monóxido de carbono se absorbe a través de las vías respiratorias y entra rápidamente en el torrente sanguíneo. Una vez en la sangre, las moléculas de CO se adhieren a los glóbulos rojos, suprimiendo la entrada de oxígeno en el organismo. La gravedad del daño depende de la concentración de CO y la duración de la exposición. Si hay una fuga inadvertida de CO y un trabajador está expuesto a una concentración de 660 ppm, en solo dos horas y media, el 50 % de sus glóbulos rojos, responsables del transporte de oxígeno necesario para la vida, quedarán bloqueados.¹ Este déficit de oxígeno ocasiona daños en el cerebro y el corazón, y puede provocar desorientación, insuficiencia cardíaca o accidente cerebrovascular. Aunque la víctima sobreviva a la fase aguda de la intoxicación, en un 10 a un 40 % de los casos desarrollarán posteriormente problemas de corazón, y al cabo de tres semanas, problemas en el sistema nervioso.²

Peligro grave, consecuencias a largo plazo.

1 Jessel, Wolfgang: Gase - Dämpfe - Gasmesstechnik: ein Kompendium für die Praxis [Gases, vapores, técnicas de detección de gases: un compendio práctico], Lübeck: Dräger Safety AG & Co. KGaA , 2001

2 Fuente: Ver arriba

EL CO BLOQUEA EL TRANSPORTE DE OXÍGENO A TRAVÉS DE LA SANGRE

¿Cuáles son los efectos del monóxido de carbono en el cuerpo humano?

- Problemas de visión

400 ppm

Dolor de cabeza al cabo de una a dos horas; peligro mortal después de tres horas.

12 800 ppm

Muerte al cabo de uno a tres minutos

- Daños en el corazón y las vías respiratorias

- Nauseas

- Mareos- Dolor de cabeza- Desorientación

- Trastornos neurológicos- Coma

- Debilidad muscular- Calambres musculares

- Convulsiones

Límite de exposición laboral (OEL) para la exposición continua al CO a lo largo de un período de ocho horas

30 ppm



“Cero accidentes”: cuando hablamos de monóxido de carbono en la industria del acero, se trata de un objetivo ambicioso. Nadie lo sabe mejor en Eisenhüttenstadt que el ingeniero Uwe Starun, que empezó a trabajar en el departamento de salud y seguridad laboral de la planta en 1984. Desde 1991, Starun ha estado a cargo de los procesos técnicos de la brigada de bomberos de la planta, donde ha implantado y ampliado el sistema de detección de gases de ArcelorMittal.

Existen diversas tecnologías para detectar el monóxido de carbono, como los tubos de muestreo de CO o los sensores electroquímicos. La vigilancia en las plantas de fabricación de acero debe ser constante para garantizar el cumplimiento del LEL y se requieren mediciones precisas y estables a lo largo de un extenso período de tiempo. La tecnología de sensores es más adecuada para este fin que los tubos de muestreo, por no mencionar que resulta más rentable a largo plazo. Todas las decisiones relacionadas con las tecnologías de detección se basan en el análisis de los peligros.

Existen tres métodos comunes para la detección del monóxido de carbono:

– los dispositivos personales de detección de gases para proteger a los trabajadores, tanto a los empleados de producción como al cuerpo de bomberos de la planta;

– supervisión de la atmósfera en las zonas de la planta con peligro de presencia de gas;

– medición del espacio antes de acceder a espacios confinados y depósitos en las instalaciones para realizar tareas de reparación o mantenimiento.

En cualquier caso, el CO no es la única sustancia peligrosa que puede liberarse durante la producción de acero. En muchas zonas deben vigilarse también otras sustancias. Por lo general, se trata del dióxido de carbono (CO₂) y el ácido sulfhídrico (H₂S), por no mencionar la concentración de oxígeno y diversos gases explosivos en el aire. En consecuencia, dependiendo de la ubicación, también es necesario disponer de sistemas de detección multigases.

“Journey to Zero” (Camino al cero) es el lema elegido por el equipo de gestión de la seguridad de ArcelorMittal, la mayor empresa siderúrgica del mundo, cuya segunda mayor planta se encuentra en Eisenhüttenstadt, en el estado alemán de Brandeburgo. Esta planta integrada, que contiene un alto horno, acerías y talleres de laminación en frío y caliente, produce casi dos millones de toneladas de hierro fundido al año, que luego se refina para convertirlas en diferentes productos. La planta emplea a 2500 trabajadores propios, más casi el mismo número de empleados externos de diversos contratistas.

¿Qué se consigue con la tecnología de detección de gases?

Altos estándares en Eisenhüttenstadt

OEL

30 ppm 50 ppm 35 ppm 25 ppm

60 ppm 200 ppm 200 ppm 400 ppm

OSHA(PEL)

NIOSH(REL)

ACGIH®(TLV®)

OEL INTERNACIONALES PARA EL MONÓXIDO DE CARBONO

STEL

STEL/CEIL(C) (15 min)

ACGIH® y TLV® son marcas comerciales registradas del American Conference of Governmental Industrial Hygienists (Congreso Estadounidense de Higienistas Industriales de la Administración Pública). STEL/CEIL(C) = Límite de exposición a corto plazo /TLV-C (=techo).

A cargo de las tecnologías para la seguridad contra incendios de la planta durante más de treinta años: Uwe Starun.

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Después de aquello, ArcelorMittal comenzó a expandir sus sistemas de detección de gases en la planta en Eisenhüttenstadt. Al cabo de un breve período de tiempo, se instalaron los primeros sistemas fijos de detección de CO en las áreas expuestas del alto horno y en la acería de conversión. Al mismo tiempo, la empresa invirtió en más dispositivos portátiles de detección de gases para la monitorización del aire por parte de los empleados. Dräger estuvo allí desde el principio.

El corazón de la planta es el alto horno 5A. En funcionamiento desde 1997, produce alrededor de 5000 toneladas de arrabio durante un promedio de tres extracciones al día. Durante el proceso, cada hora se generan 300 000 metros cúbicos de gases de alto horno que contienen CO, que luego se descarga, se purifica y se almacena temporalmente en un gran depósito de gas.

Esto convierte también al alto horno en el punto central desde el que se realiza la monitorización de monóxido de carbono de toda la planta. Además del área de extracción, los posibles puntos de emanación de gases en el alto horno son el eje de fundición, donde los tubos de agua fría penetran en la cubierta de acero. Los gases pueden escapar por el ventilador y el quemador del excedente de gas, o a través de válvulas no herméticas, en los recuperadores de calor. Otro punto crítico es la tubería de distribución de aire caliente en los refrigeradores e inyectores no herméticos. También pueden producirse fugas en la chimenea del alto horno.

Starun ha experimentado los peligros del monóxido de carbono en primera persona. A finales de 1980, en la entonces Alemania Oriental, se produjo un alto nivel de emisiones de CO en el alto horno 1 provocadas por unas largas grietas en la coraza exterior. Sin embargo, estaba programado que el alto horno siguiera produciendo arrabio durante varios meses antes de que se realizara la siguiente reparación importante. "Fue un acontecimiento dramático, pero también tuvo un efecto positivo", recuerda Starun. Antes del incidente, solo se supervisaba la presencia de posibles fugas en el aire ambiente de forma periódica utilizando tubos de muestreo. "Ese acontecimiento extraordinario hizo que abriéramos los ojos", asegura Starun; "solo podemos trabajar con seguridad si garantizamos la monitorización personal constante del aire para el personal de la planta". Starun recuerda que "en un congreso celebrado en Leipzig, Alemania, visitamos el stand de Dräger y descubrimos que ya habían desarrollado pequeños dispositivos portátiles para la detección de gases y que eran apropiados para la monitorización personal del aire. Nuestra empresa compró cinco dispositivos. Esto nos permitió garantizar la seguridad frente a los gases, de modo que pudimos seguir explotando el alto horno durante meses".

Monitorización fiable en todos los puntos críticos del alto horno

Emisiones de CO extraordinariamente altas como advertencia

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Fácil de usarEl funcionamiento debe ser lo más intuitivo posible. “Sin demasiados botones, ni dispositivos excesivamente complicados”, como afirma Starun. “De lo contrario, la probabilidad de cometer un error es demasiado alta. También se facilitan dispositivos personales de detección de gases a los contratistas externos que trabajan en la planta y que podrían no estar habituados a usarlos. Por lo tanto, si se produce una situación de estrés, los dispositivos deben ser fáciles de interpretar y de utilizar”.

Con documentación disponibleLos dispositivos deben poder guardar y transmitir datos de medición. El Dräger Pac® 7000 dispone de un registrador de datos, lo que satisface las crecientes necesidades de documentación de la industria en general. También simplifica el análisis exhaustivo de los resultados de medición, convirtiendo la gestión de la seguridad en un sistema de aprendizaje.

Desde entonces, el sistema se ha ido ampliando continuamente. “ArcelorMittal está muy comprometida con la seguridad”, explica Starun. “Las actividades en áreas con peligro de presencia de gases, por ejemplo, están reguladas por una directiva especial que se aplica a todas las instalaciones de la empresa. En muchos sentidos, nuestra directiva va más allá de los estándares exigidos legalmente. Por ejemplo, nuestro umbral de advertencia de límite de contenido de oxígeno en el aire está comprendido entre 19,5 y 22,5 % en volumen, un valor más estricto que el de la norma legal.”

ArcelorMittal también impone altas exigencias en cuanto a la tecnología de detección de gases que utiliza. “En lo que a nosotros respecta”, dice Starun, “Dräger suministra las mejores soluciones para los asuntos relacionados con el CO”.

Dispositivos robustosLas duras condiciones de las acerías requieren el uso de equipos duraderos. Los dispositivos de advertencia personal están sujetos a desgaste mecánico, mientras que los equipos fijos exteriores están expuestos a los fenómenos meteorológicos.

Los sensores deben soportar una gran oscilación de temperaturas y funcionar con la misma precisión y fiabilidad tanto a -25 °C como a 50 °C. Sensores de compensación de H²La mayoría de los sensores de CO electroquímicos interfieren con el hidrógeno (H₂) y provocan falsas alarmas, incluso en bajas concentraciones. El sensor de CO de Dräger compensa casi totalmente la influencia del H₂, produciendo con diferencia los mejores resultados en comparación con otras marcas.

Sensores duraderosLos DrägerSensors® son extremadamente duraderos. De este modo se reduce la inversión en mantenimiento y los costes operativos.

Alarmas claramente reconociblesSi se producen concentraciones peligrosas de monóxido de carbono, se debe avisar inmediatamente a todas las personas que trabajen en la zona. Los dispositivos Dräger emiten señales acústicas y visuales claras y alarmas por vibración.

Monitorización fiable de CO: funcionamiento seguro

Una flota para estar orgullosos: Más de 2200 sistemas portátiles de detección de gases para proteger la salud y la vida de los empleados.

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El producto adecuado para cualquier trabajo

Cuando es necesario efectuar tareas de reparación u otras labores de mantenimiento en las zonas de la planta donde se produce CO, ocho monitores móviles de zona Dräger X-zone® supervisan las ubicaciones peligrosas.

Cuando es necesario realizar la medición de espacios confinados y de depósitos, incluidos conductos o pozos, se dispone de la tecnología de medición necesaria en un kit Dräger CSE especialmente equipado.

Actualmente, la planta de ArcelorMittal en Eisenhüttenstadt posee un novedoso sistema de detección de gases que proporciona la máxima seguridad, a la vez que preserva una alta capacidad de gestión y rentabilidad. Un total de 57 sistemas fijos de detección de gases Dräger POLYTRON® supervisan todas las áreas expuestas de la planta. El 95 % de los más de 250 cabezales detectores están equipados con sensores de CO.

Para la monitorización personal del aire, hay 2200 dispositivos portátiles de detección monogás Dräger Pac® 7000 y 300 multigás Dräger X-am® (de los tipos 2000 a 5600) para el personal de la planta. En los diversos centros de control se han instalado localmente 70 estaciones de pruebas de detectores para asegurar que cada trabajador pueda realizar su trabajo con un equipo probado de acuerdo a las normativas pertinentes.

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La seguridad como sistema integral

Un contrato de mantenimiento integral con el Servicio de productos de Dräger garantiza que siempre haya suficientes dispositivos en condiciones de uso en el lugar y simplifica el mantenimiento de los dispositivos con un sencillo proceso sin contratiempos.

El equipo del taller también utiliza el software Drägerware para gestionar su extensa flota de dispositivos. Esto permite, por ejemplo, realizar informes actualizados sobre qué dispositivos necesitan someterse a una inspección y puede mostrar también el historial de mantenimiento completo de cada dispositivo, a demanda.

En caso de producirse situaciones excepcionales (paradas por mantenimiento, por ejemplo) en las que se necesiten más dispositivos, el servicio de alquiler de Dräger puede ofrecer rápidamente los equipos suficientes, por no mencionar las medidas de seguridad apropiadas.

Esto no solo aporta tranquilidad, sino que se traduce también en un ahorro de costes. Cada parada o falsa alarma que se evite supone un ahorro de tiempo y dinero. Dräger ve la seguridad no solo desde una perspectiva global, sino también en términos económicos.

Uno de los factores para la garantizar seguridad es la calidad del hardware; los otros son el software y el servicio. La combinación de estas diferentes soluciones genera un auténtico valor añadido.

La planta de ArcelorMittal en Eisenhüttenstadt tiene un taller de detección de gases totalmente equipado, construido en colaboración con Dräger. Aquí se llevan a cabo todas las calibraciones y pruebas necesarias. Los técnicos de servicio de los dispositivos han recibido formación en la Academia Dräger de conformidad con las normas de la Mutua Social de Accidentes de Alemania DGUV 213-056 (T021) y 213-057 (T023).

INFORMACIÓN DEL EDITORDräger Safety AG & Co. KGaARevalstrasse 123560 Lübeck, Alemania

www.draeger.comCada veinte minutos, la temperatura aumenta en el convertidor. Diez sistemas de detección de gases con un total de 33 transmisores alertan inmediatamente al personal de la planta ante cualquier cambio en la concentración de gases.

Descubra nuestra gama completa de tecnología para la detección portátil de gases y encuentre las soluciones adecuadas para afrontar los retos de cada día:www.draeger.com/portable-gas-detection

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