Un comentarios sobre explosiones prematuras, retroceso de la llama y supresores de retorno

La industria de equipos de seguridad en los EE. UU. ha florecido durante los últimos años a medida que los fabricantes han aumentado sus esfuerzos por promover educación y conciencia en cuanto a la seguridad entre los usuarios finales. Como parte de todo esto, los fabricantes de aparatos de calentamiento y corte por oxicombustible también han tenido éxito en el aumento de la concientización sobre problemas de seguridad relacionados con su equipo. Ésta es una tendencia positiva que debe continuar. Sin embargo, incluso los equipos de seguridad (utilizados inadecuadamente) pueden provocar condiciones peligrosas, que aumentan el riesgo de accidentes o lesiones.

Muchos años de experiencia en el campo han demostrado que cuando se utilizan adecuadamente según las instrucciones del fabricante, los sopletes de oxicombustible son seguros y confiables sin tener que utilizar dispositivos accesorios de seguridad como válvulas de control y supresores de llamas. Dicho esto, se debe hacer énfasis en la capacitación y diligencia necesaria por parte del usuario final para operar equipos de oxicombustible en forma segura. En los acelerados lugares de trabajo actuales, es fácil omitir ciertas prácticas de seguridad como purgar las mangueras al encender/apagar un equipo o asegurarse de que todos los pasajes de gas estén libres de suciedad, aceite y desechos.

Al tener en cuenta esto, la mayoría de los fabricantes, como mínimo, instalará válvulas de control en los sopletes y algunos incluso integrarán las válvulas de control y los supresores de llamas al soplete. Todo esto es muy bueno, pero los esfuerzos de los fabricantes por promover la seguridad de sus equipos nunca pueden ser reemplazados por la responsabilidad del usuario en cuanto al empleo de técnicas de operación seguras. Si un usuario final olvida o ignora las recomendaciones de mantenimiento y seguridad publicadas o establecidas del fabricante, esa persona con seguridad provocará problemas y ningún dispositivo accesorio de seguridad evitará todos los accidentes posibles. Como alguien que ha enfrentado casos de juicio por accidentes durante los últimos años, puedo decir con seguridad que la mayoría de los accidentes de oxicombustible no son provocados por anomalías del equipo sino por negligencia, impaciencia o falta de experiencia en el uso seguro del equipo por parte del usuario.

Supresores de retorno
Los supresores de retorno (FBA) son dispositivos de seguridad comúnmente utilizados para detener o impedir el progreso de una llama orientada hacia el punto de inserción. Probablemente el 90% de todos los FBA utilizados en sopletes de calentamiento y corte por oxicombustible son diseños que tienen elementos de acero inoxidable sinterizado. El resto son diseños que utilizan tubos en espiral para extinguir el calor asociado con el retroceso de una llama. Estos elementos extinguen la llama frontal a medida que se propaga nuevamente hacia el soplete o regulador. Los FBA son generalmente confiables para cumplir con la función deseada siempre que el dispositivo se utilice según las instrucciones del fabricante.

Existen dos tipos de supresores de elementos sinterizados. Uno se monta sobre la salida de los reguladores y el otro sobre la entrada de los sopletes. Los supresores para regulador son normalmente más grandes y tienen una capacidad de flujo mayor que los modelos para soplete porque el elemento sinterizado posee más superficie, lo que permite mayor flujo. Los tamaños de los supresores montados sobre sopletes son limitados para que el soplete no se convierta en un aparato incómodo de manejar. Se prefiere el uso de supresores para soplete debido a que su ubicación es ideal para evitar el retroceso de flujo reverso hacia las mangueras. Si se utilizan supresores montados sobre reguladores, igualmente puede ocurrir un retroceso de la llama en las mangueras con una alta posibilidad de lesiones. Los supresores montados sobre reguladores se utilizan cuando se necesitan mayores flujos y estos protegerán a los reguladores y cilindros de los efectos del retroceso de la llama.

Retroceso de la llama y explosiones prematuras continuas
Los sopletes de calentamiento y corte por oxicombustible están sujetos a tres tipos de fenómenos: explosiones prematuras, explosiones prematuras continuas y retroceso de la llama. Es importante entender estos términos y poder identificar estas reacciones si ocurren. Desafortunadamente, los fabricantes y distribuidores de sopletes de oxicombustible no han llevado a cabo un trabajo minucioso para explicar a sus clientes exactamente lo que estos términos significan. El resultado es un malentendido general entre los usuarios finales.

Explosión prematura. Una explosión prematura se define como la regresión momentánea de la llama hacia la boquilla del soplete. El usuario escucha un “estallido” y la llama se extingue. La llama puede volver a encenderse si se encuentra presente una fuente de ignición adyacente o si se necesita el uso de un encendedor manual. Normalmente, esto no es una preocupación de seguridad y, de hecho, muchos fabricantes provocan explosiones prematuras durante las pruebas de producción y diseño para asegurarse de la integridad de la llama en sopletes y boquillas.

Explosión prematura continua. Esto se define como una combustión continua de la llama nuevamente dentro del soplete, comúnmente en el mezclador, que también podría ocurrir más arriba bajo las condiciones correctas. A menudo, es acompañada por un silbido o chirrido, o por una llama puntuda definida y humeante. El usuario debe cerrar de inmediato todas las válvulas del soplete para evitar daños o lesiones. Si una explosión prematura continua sigue ardiendo sin que se cierren las válvulas del soplete, las consecuencias serían daños graves en el soplete así como un mayor riesgo de incendio. La mayoría de las explosiones prematuras continuas puede contenerse dentro del soplete hasta que el usuario corta el flujo de gas y no llega al exterior. Sin embargo, hay algunos diseños de soplete con paredes de construcción delgada en los cuales la llama traspasa la pared, expele fuego y derrite el metal en muy poco tiempo.

Retroceso de la llama. Un retroceso de la llama es una regresión continua o momentánea de la llama arriba del mezclador comúnmente en el soplete o las mangueras. Ésta es una situación posiblemente peligrosa, particularmente si la llama alcanza las mangueras donde podría ocurrir una explosión y provocar una rotura o separación de la manguera. Un retroceso de la llama es generalmente provocado por el flujo reverso de gases que asciende hacia la manguera o demás equipo. Comúnmente, este flujo reverso es el resultado de 1) procedimientos inadecuados de encendido o apagado, 2) presiones de cilindro que son demasiado bajas o 3) una válvula de control que no funciona correctamente.

Normalmente, los supresores de retorno son muy adecuados para prevenir retrocesos de flujo reverso; sin embargo, no evitarán una explosión prematura continua ni siquiera aunque estuvieran destinados a eso. De hecho, los FBA pueden contribuir con la probabilidad de que ocurran explosiones prematuras continuas. A continuación explicamos cómo: Los mezcladores de gas oxicombustible están diseñados para distribuir volúmenes adecuados de oxígeno y gas combustible a una boquilla o un pasaje de mezcla. Además, un mezclador adecuadamente diseñado asegurará velocidades de salida correctas del gas mezclado en la boquilla para evitar una explosión prematura continua. Todos esto sucede sin incidentes cuando se toman las precauciones de seguridad normales y las presiones están establecidas según lo recomendado por el fabricante. Los FBA que incorporan elementos sinterizados crean caídas dramáticas de presión en todo el elemento sinterizado y en el soplete. Esto significa que las presiones del mezclador también son más bajas. Las presiones más bajas en el mezclador significan inferiores velocidades de salida del gas mezclado en la boquilla o embocadura. Esto podría tener como consecuencia una explosión prematura continua si el soplete se acerca demasiado a la pieza de trabajo. Las aplicaciones de calentamiento pesado son especialmente vulnerables a este evento ya que las boquillas de calentamiento utilizan grandes volúmenes de gas y son altamente susceptibles a explosiones prematuras, que pueden volverse continuas, si las presiones del mezclador también son bajas.

Una forma de evitar los peligros asociados con las explosiones prematuras continuas es compensar la caída de presión cuando se utilizan supresores de retorno. La mayoría de los fabricantes de supresores suministran cuadros de caída de presión junto con sus productos (consulte la fig. 1). Estos cuadros deben seguirse detenidamente al establecer las presiones en sistemas que utilizan supresores de retorno. Los cuadros se leen de la siguiente manera:

Determine la velocidad del flujo y la presión recomendada según la boquilla o embocadura utilizada (esta información puede obtenerse si se comunica con el fabricante o si consulta el material del fabricante).

Ya que la mayoría de los cuadros utilizan aire o nitrógeno como gas de prueba, corrija las velocidades del flujo según la densidad del gas real utilizado (es decir, oxígeno y acetileno, propano, gas natural, etc.).

Busque la caída de presión que se esperaría a una velocidad del flujo y una presión determinadas en el cuadro. Éste es un ejemplo basado en el cuadro siguiente: si la boquilla o embocadura necesita 400 SCFH a 80 PSIG, esto caería en la curva p=10 PSIG y la presión en el regulador debería ajustarse a 90 PSIG.

Si estos cuadros de caída de presión fueran respetados por los usuarios finales, nos aseguraríamos de que se mantengan las presiones adecuadas en la boquilla y disminuiría la probabilidad de que ocurran explosiones prematuras continuas. Sin embargo, existen algunas aplicaciones de calentamiento pesado que poseen flujos tan altos que sería poco práctico utilizar supresores de retorno montados en el soplete. Por ejemplo, algunas boquillas de calentamiento pesado fabricadas por Harris Calorific necesitan hasta 1600 SCFH de oxígeno y 400 SCFH de propano. Las caídas de presión serían tan drásticas en estas boquillas que los supresores montados en el soplete no deberían utilizarse. En su lugar, deberían utilizarse supresores de alto flujo montados en el regulador para asegurarse que las presiones adecuadas se compensen para suministrar flujos apropiados a la boquilla.
     
Para obtener información adicional sobre el uso de supresores de retorno relacionados con equipo de oxicombustible, la Asociación de Gas Comprimido cuenta con dos (2) publicaciones, SB-16 Use of High Flow Oxy-Fuel Gas Heating Torch Apparatus (Uso de aparatos de soplete de calentamiento de gas oxicombustible de alto flujo) y TB-3 Hose Line Flashback Arrestors (Supresores de retorno para mangueras), disponibles en su sitio web (www.cganet.com). 

En resumen, los usuarios siempre deben respetar los procedimientos recomendados de mantenimiento y seguridad del fabricante. Nadie sabe mejor que el fabricante cómo mantener y operar con seguridad el equipo. Además, no piense que un dispositivo accesorio de seguridad hará que el equipo sea inmune a todo tipo de accidentes. Esto podría crear una falsa sensación de seguridad y generar descuidos. Y finalmente, sea extremadamente cuidadoso con los supresores de retorno en aplicaciones de calentamiento pesado. Si los utiliza, es muy importante que el supresor sea un modelo de alto flujo, probablemente montado en el regulador, y que se respeten los cuadros de compensación de presión. De este modo podrá utilizar su equipo de oxicombustible de forma segura y sin accidentes.

David Gailey es el gerente de Productos Especializados de The Harris Products Group, una empresa de Lincoln Electric. Ha pertenecido a Harris por 27 años y ha trabajado como ex presidente del Comité de Aparatos de Gas Industrial de la CGA.