SEGURIDAD EN CALDERAS PEDRO ASCANIO

1. División Difusión y Comunicaciones
www.sigweb.cl info@sigweb.cl
EL PORTAL DE LOS EXPERTOS
EN PREVENCIÓN DE RIESGOS DE CHILE
CONCEPTOS BÁSICOS DE SEGURIDAD EN CALDERAS
Introducción
La madrugada del el sábado 26 de agosto del año en curso, recibí una llamada
inesperada, la persona del otro lado de la línea me buscaba para hacer un dictamen
sobre la explosión de una caldera ocurrido en un hotel, la urgencia era mucha y
rápidamente nos pusimos de acuerdo en el precio, así que puse manos a la obra y me
desplace al lugar del evento.
Las imágenes que observe al llegar eran dantescas, parecía que una bomba había
estallado en el lugar, un edificio de construcción maciza en dos niveles colapsado en
más de 50 %, edificios continuos con daños en muros y revestimientos, una casa
habitación colindante con su parte posterior hecha pedazos, la caldera se había
desplazado de su emplazamiento original, casi 15 metros, haciendo pedazos 4 muros
de block, en fin la situación era crítica pues la otra parte del edificio estaba por
colapsarse en cualquier momento.
Después de identificar indicios, fotografías, entrevistas, inspección de espejos, válvulas
de seguridad, hogar interno, sistema de tiro de gases, revisión de bitácoras de
mantenimiento, etc. Pude llegar a dos hipótesis fuertes, la cuales invariablemente me
hacían pensar en un error humano en combinación con la falta de mantenimiento a los
dispositivos de regulación y alivio de presión, al final la hipótesis que prevaleció
involucro negligencia del fogonero y falta de mantenimiento del equipo.
La caldera en cuestión era pequeña < 50 CC y de alta presión (100 PSI), y el daño que
causo fue muy grande, por lo que me puse a pensar en tantas empresas que conozco
que tiene calderas de 200CC a 800 CC y que no tienen buenas medidas de
mantenimiento y control, el daño que podría generar uno de estos equipos podría
hacer desaparecer a más de una de ellas.
Con la finalidad de conocer y prevenir estos eventos, decidí tocar el tema en este foro,
esperando se de utilidad para quien lo lea, nuevamente les comentó que esto lo trato
de hacer de la forma más sencilla y sin tantos tecnicismos de la materia, de forma tal
que pueda ser utilidad para los profesionales que inician en la seguridad industrial.
¿Que es una caldera?
Se conoce como caldera de vapor a aquella unidad en la cual se puede cambiar el
estado del fluido de trabajo (agua) de líquido a vapor de agua, en un proceso a presión
constante y controlado, mediante la transferencia de calor de un combustible que es
quemado en una cámara conocida como "hogar". En algunos casos se puede llevar
hasta un estado de vapor sobrecalentado.

2. División Difusión y Comunicaciones
www.sigweb.cl info@sigweb.cl
EL PORTAL DE LOS EXPERTOS
EN PREVENCIÓN DE RIESGOS DE CHILE
Las Calderas o Generadores de vapor son instalaciones industriales que, aplicando el
calor de un combustible sólido, líquido o gaseoso, vaporizan el agua para aplicaciones
en la industria.
¿Cuantos tipos hay y como la puedo identificar?
Los tipos de calderas pueden ser clasificados de varias formas:
Tipo constructivo
Régimen de presión
Por combustible utilizado
Por volumen de agua
Por ubicación de hogar
Calderas combinadas
Incluso por fabricantes (Caldera Babcock-Wilcox, Calderas Stirling, Caldera Borsig,
Caldera Yarrow y Thornycroft) quienes hacen diseños específicos característicos en sus
calderas.
Sin embargo para efectos de hacer una identificación sencilla y que no requiera ser un
ingeniero especialista en el ramos, usaremos la primer opción, que es el tipo
constructivo , según el cual hay dos tipos generales de calderas generadoras de
vapor:
- La caldera de tubos de humo
- La caldera de tubos de agua.
La caldera piro tubular o tubos de humo
El cuerpo de caldera, está formado por un cuerpo cilíndrico de disposición horizontal,
incorpora interiormente un paquete multitubular de transmisión de calor y una cámara
superior de formación y acumulación de vapor.
La circulación de gases se realiza desde una cámara frontal dotada de brida de
adaptación, hasta la zona posterior donde termina su recorrido en otra cámara de
salida de humos.
El acceso al cuerpo lado gases, se realiza mediante puertas atornilladas y abisagradas
en la cámara frontal y posterior de entrada y salida de gases, equipadas con bridas de
conexión. En cuanto al acceso, al lado agua se efectúa a través de la boca de hombre,
situada en la bisectriz superior del cuerpo y con tubuladuras de gran diámetro en la
bisectriz inferior y placa posterior para facilitar la limpieza de posible acumulación de
lodos.
El conjunto completo, calorífugado y con sus accesorios, se asienta sobre un soporte
deslizante y bancada de sólida y firme construcción suministrándose como unidad
compacta y dispuesta a entrar en funcionamiento tras realizar las conexiones a
instalación.

3. División Difusión y Comunicaciones
www.sigweb.cl info@sigweb.cl
EL PORTAL DE LOS EXPERTOS
EN PREVENCIÓN DE RIESGOS DE CHILE
En resumen: Es un recipiente cilíndrico que tienen tubos que pasan a lo largo de ellos
y que se rolan a los cabezales del recipiente; el haz de tubos, generalmente es
horizontal y la parte superior del recipiente no tiene tubos. El principal mecanismo de
la transferencia de calor de los gases de combustión a los tubos es convección.
Usos
Esta es la caldera de uso más común, al menos en México, esto se debe a que su
mantenimiento es menos complejo que las acutubulares, es más barato, requiere
menor tiempo, su emplazamiento requiere menos espació y su reposición de
refacciones es en menor tiempo. Regularmente se encuentran en industrias que no
requieren una alta calidad de vapor para sus procesos y presiones de 90PSI a 120 PSI.
La caldera acuatubualr o tubos de agua.
En estas calderas, los tubos longitudinales interiores se emplean para aumentar la
superficie de calefacción, y están inclinados para que el vapor a mayor temperatura al
salir por la parte más alta, provoque un ingreso natural del agua más fría por la parte
más baja.
La producción del vapor de agua depende de la correspondencia que exista entre dos
de las características fundamentales del estado gaseoso, que son la presión y la
temperatura.
A cualquier temperatura, por baja que esta sea, se puede vaporizar agua, con tal que
se disminuya convenientemente la presión a que se encuentre sometido dicho líquido,
y también a cualquier presión puede ser vaporizada el agua, con tal que se aumente
convenientemente su temperatura.
En resumen: Las calderas de tubos de agua, como lo indica su nombre tienen agua
dentro de los tubos. La combustión de carbón pulverizado y coque, gas o petróleo
proveen la radiación para los tubos, además de transferencia de calor que se efectúa
mediante arreglo del flujo de gases calientes para lograr transferencia de calor por
convección. Hay tres clasificaciones importantes de calderas de tubos de agua: tambor
longitudinal, tambor cruzado con tubos rectos y tambor cruzado con tubos encorvados.
Usos
Es común ver estas calderas donde se requiere una alta calidad de vapor en los
procesos productivos, cuando existen altas demandas de vapor o presiones altas de
vapor, por ejemplo el proceso como la fabricación de papel o cartón donde el proceso
productivo depende de la cantidad y calidad del vapor, es común encontrar estas
calderas. Así mismo en las plantas donde existen cogeneración eléctrica por turbo
generadores, estas calderas son muy usadas.
¿Tipos de explosiones en calderas?
Con la finalidad de simplificar, se pueden considerar dos tipos:

4. División Difusión y Comunicaciones
www.sigweb.cl info@sigweb.cl
EL PORTAL DE LOS EXPERTOS
EN PREVENCIÓN DE RIESGOS DE CHILE
Explosiones de mecánicas, derivadas de los efectos de sobre presión, como
consecuencia de falla de agua, falla de presostatos o falla en dispositivos de alivio de
presión.
Explosión química, esta es la más común y tiene su origen en la explosión de gases
combustible en el hogar (coloquialmente llamados toritos), regularmente se deben a
fallas de los sistemas de barrido de gases o falla en los dispositivos de regulación
combustible.
¿Por que ocurren accidentes en las calderas?
De acuerdo a lo revisado en la base de datos de la AIS, Inc. de 150 accidentes
relacionados con calderas, todos coinciden con que la causa raíz es la falta de
mantenimiento. Siendo más específicos, la razón a la que se atribuyen la mayoría de
los accidentes ocurre cuando el quemador continúa operando después de que el nivel
de agua de la caldera decae mucho más del mínimo nivel de operación.Las
investigaciones revelaron que los dispositivos de seguridad automáticos para cortar el
suministro de energía no funcionaban correctamente o habían sido deshabilitados por
el personal de mantenimiento.
Regulación en México
En México la autoridad que regula estos equipos es la Secretaría de Trabajo y Previsión
Social, la cual ha emitido la NOM-020-STPS-2002 “ Recipientes sujetos a presión y
calderas - funcionamiento - Condiciones de seguridad”, en la cual se pude obtener
mayor información.
Recomendaciones generales
Generar un programa de inspección y mantenimiento a los dispositivos de seguridad
de los equipos, tales como presostatos, termostatos, válvulas de seguridad, sensores
en Macdonall, columna de nivel, flotadores y electrodos,
El sistemas de alarma se recomienda sea audio visual y tengan un sonido de 15
decibles superior al nivel de ruido promedio del área de emplazamiento.
Los equipos a presión se deberán reparar o instalar en lugares donde los riesgos a que
se expone el personal de la instalación sean mínimos.
Prueba de válvulas se seguridad conforme a lo recomendado por el fabricante, evitado
que estas se calcen por efectos de zinc y calcio.
Mantener un control continuo de la calidad de agua de alimentación de la caldera, así
como de los tratamientos químicos que se agregan.
Mantener al día los expedientes de integridad mecánica de cada equipo.

5. División Difusión y Comunicaciones
www.sigweb.cl info@sigweb.cl
EL PORTAL DE LOS EXPERTOS
EN PREVENCIÓN DE RIESGOS DE CHILE
Los equipos a presión se deben inspeccionar, por lo menos con la periodicidad indicada
por los fabricantes o los establecido en la NOM-020-STPS
Todas las herramientas y equipos de seguridad necesarios para la inspección deberán
ser revisados, calibrados y estar en buenas condiciones, antes de iniciar cualquier
prueba de presión.
Se debe revisar que se cuente con un registro de las inspecciones y pruebas realizadas
a los equipos a presión.
Corroborar que durante las inspecciones internas, externas, medidas de espesor,
reparaciones y alteraciones por soldadura se halla cumplido con lo indicado en el API
510.
Se deberá verificar que la descarga de la válvula de seguridad se de en un lugar
seguro.
Contar con los registros de prueba de intervalos y frecuencias de los dispositivos de
alivio de presión de los equipos a presión.
Realizar las pruebas de corrosión indicadas por el código ASME para estimar el espesor
de las paredes de los equipos.
Autor
Ing. Miguel Herrera Reyes
Perito en investigación de incendios y explosiones
AMECIPE
CR