Los peligros acechan en muchos rincones de una amplia gama de instalaciones de fabricación, pero están especialmente presentes en cualquier lugar donde los equipos de alta temperatura estén muy cerca del personal. Los trabajadores pueden quemarse fácilmente la piel con elementos calientes como tuberías, conductos y tanques si los propietarios de las instalaciones no se preocupan de aislar esos equipos.
Las jaulas y vallas de seguridad son soluciones de aislamiento comunes que mantienen a las personas alejadas de las superficies calientes. Sin embargo, su instalación puede resultar costosa, ocupar mucho espacio y dificultar el acceso para mantenimiento. Alternativamente, se pueden utilizar sistemas de aislamiento tradicionales para eliminar jaulas voluminosas en favor de materiales ligeramente menos voluminosos, como lana mineral, que se envuelven alrededor de un activo y luego se recubren con aluminio o acero inoxidable. El revestimiento sellado está destinado a evitar que la humedad sature el material aislante. Estos sistemas de aislamiento son eficaces para prevenir quemaduras, pero su inspección y mantenimiento son costosos y, al mismo tiempo, conllevan un mayor riesgo de desarrollar corrosión bajo el aislamiento (CUI) cuando el agua penetra en el revestimiento.
Quizás sea sorprendente que una capa relativamente delgada de material de revestimiento aislante pueda ofrecer una alternativa tanto a los sistemas de aislamiento como a los de jaula, al tiempo que proporciona una serie de beneficios. Dichos revestimientos aislantes térmicos (TIC) aplicados por aspersión tienen suficientes propiedades de conductividad térmica para mantener las superficies exteriores seguras al tacto, protegiendo al personal sin la necesidad de estructuras de aislamiento exterior o aislamiento. Ofrecen el beneficio de seguridad adicional de proteger a los trabajadores contra resbalones y caídas al reducir la probabilidad de que se forme condensación en los activos recubiertos y que gotee sobre las superficies para caminar, como pisos, escalones y pasarelas. Además, los recubrimientos eliminan eficazmente el preocupante problema del CUI, que puede provocar tiempos de inactividad y fugas peligrosas. Es importante destacar que las TIC también pueden proporcionar cierto grado de conservación del calor para mantener potencialmente el calor del proceso dentro de los activos recubiertos, lo que los convierte en una opción práctica para muchas operaciones.
Protección contra quemaduras: cómo prevenir lesiones
En entornos de fabricación de alta temperatura, las quemaduras son una preocupación de alta prioridad. Unos pocos segundos de contacto incidental con una superficie caliente es todo lo que se necesita para que la piel se ampolle y queme. De hecho, la Administración de Salud y Seguridad Ocupacional de EE.UU. (OSHA) establece un límite máximo de temperatura de la piel de 60°C (140°F) después de estar en contacto con una superficie caliente durante cinco segundos. No se producirán lesiones reportables por debajo de esos umbrales. Eso significa que cualquier activo que se encuentre a unos dos metros y medio de donde pueda estar ubicado un trabajador deberá protegerse mediante una barrera física, un sistema de aislamiento o una TIC. Es importante tener en cuenta esa distancia, considerando que una persona de un metro ochenta centímetros de altura puede alcanzar unos dos metros cincuenta centímetros con las manos extendidas.
Al especificar un TIC en lugar de una barrera física o un sistema de aislamiento tradicional, las instalaciones pueden eliminar la fabricación, instalación y cuidado asociados con esas alternativas, sin dejar de cumplir con los requisitos de protección contra quemaduras de OSHA. Por ejemplo, la línea Heat-Flex® de TIC de Sherwin-Williams Protective & Marine incluye revestimientos acrílicos a base de agua aplicados por aspersión que contienen un alto volumen de micro esferas cerámicas o de sílice diseñadas y partículas de aerogel de baja conductividad térmica. Estos elementos crean una baja conductividad térmica dentro del revestimiento curado final. Esta baja conductividad térmica limita efectivamente la transferencia de energía térmica a través del recubrimiento, evitando que las personas se quemen en activos que albergan fluidos y gases internos a altas temperaturas. Los administradores de instalaciones deben centrarse en cualquier activo de una planta que tenga una temperatura de funcionamiento superior a 66°C (150 °F). Incluso los sistemas peligrosamente calientes, como tuberías de vapor y conductos de calderas que pueden alcanzar hasta 177°C (350 °F), pueden recubrirse con un TIC Heat-Flex para evitar quemaduras por contacto incidental.
Después de la aplicación y el secado de un TIC, los inspectores pueden usar un termoestesiómetro en el activo recubierto para confirmar que la temperatura de su superficie está dentro de los requisitos de OSHA para protección contra quemaduras. Este instrumento especial es necesario según las pautas de ASTM C1057-17 “Práctica estándar para la determinación de la temperatura de contacto con la piel de superficies calentadas utilizando un modelo matemático y un termoestesiómetro”, ya que una sonda de temperatura de superficie tradicional no proporcionará una lectura precisa de la temperatura de la piel.
Protección contra la condensación: cómo reducir resbalones y caídas
Debido a que los revestimientos térmicos reducen la transferencia de calor a las superficies exteriores de los activos operativos, existe un diferencial de temperatura menor entre esas superficies y el aire circundante. Eso significa que hay menos posibilidades de que una tubería fría o caliente encuentre condensación en la superficie. Dicha condensación conlleva un riesgo menor de afectar el sistema TIC y el activo subyacente, ya que el agua en contacto con los revestimientos puede eventualmente provocar corrosión. Lo que es más problemático es que la condensación que se acumula en los activos puede amenazar la seguridad de los trabajadores si gotea sobre las superficies para caminar donde los empleados pueden resbalar y caer. Estos incidentes son una de las principales causas de accidentes en las plantas.
Varias operaciones de procesamiento implican temperaturas extremas tanto frías como calientes, cada una de las cuales aumenta la probabilidad de que se produzca condensación en el equipo. Sin embargo, las TIC Heat-Flex pueden aislar eficazmente activos que funcionan a temperaturas de servicio que oscilan entre -51 °C (-80 °F ) y 177 °C (350 °F). Esta capacidad ayuda a reducir significativamente los desequilibrios de temperatura entre una superficie y el aire circundante que causan la condensación. Las superficies rara vez deben caer por debajo del punto de rocío, minimizando la posibilidad de que se forme condensación importante, que caiga al suelo y provoque una caída.
Después de la aplicación y el secado de un TIC, los inspectores pueden usar un termoestesiómetro en el activo recubierto para confirmar que la temperatura de su superficie está dentro de los requisitos de OSHA para protección contra quemaduras. Este instrumento especial es necesario según las pautas de ASTM C1057-17 “Práctica estándar para la determinación de la temperatura de contacto con la piel de superficies calentadas utilizando un modelo matemático y un termoestesiómetro”, ya que una sonda de temperatura de superficie tradicional no proporcionará una lectura precisa de la temperatura de la piel.
Protección contra la corrosión: cómo eliminar el CUI (corrosión bajo aislamiento)
Los activos cubiertos con sistemas de aislamiento tradicionales enfrentan el potencial de un problema común en varias industrias: CUI. La humedad inevitablemente entrará en un sistema de aislamiento y quedará atrapada allí, ya sea por el agua que atraviesa el revestimiento exterior o por la condensación que se forma en la superficie del activo cubierto. Esta humedad nunca se secará, manteniendo el agua en contacto constante con el sustrato. Si ese sustrato no está recubierto, es seguro que el acero enfrentará un rápido deterioro, pero incluso un sustrato recubierto puede eventualmente corroerse, a menos que se haya aplicado con una solución de mitigación Heat-Flex CUI, cuando está en contacto constante con el agua, especialmente cuando ese ambiente está contenido y calentado. Dicha corrosión puede eventualmente provocar que una tubería de vapor, por ejemplo, se corroa y desarrolle una fuga que provoque un tiempo de inactividad del sistema en el mejor de los casos y lesiones a los trabajadores en el peor.
Quizás la mayor preocupación con CUI es que está oculto: acechando debajo del aislamiento o revestimiento con señales de advertencia limitadas de su existencia. Por lo tanto, los activos aislados deben inspeccionarse periódicamente para confirmar que la CUI no sea un problema. En última instancia, eso implica quitar partes del revestimiento y el aislamiento para inspeccionar visiblemente la superficie del metal. Es posible que los inspectores también necesiten evaluar el espesor del metal mediante técnicas de prueba ultrasónicas.
La forma más sencilla de eliminar la amenaza de CUI es eliminar el aislamiento por completo, eliminando así la zona de corrosión entre el aislamiento y el sustrato. Esto elimina efectivamente el «bajo» en CUI. Los revestimientos aislantes como los TIC Heat-Flex permiten que las instalaciones hagan precisamente eso, ya que las superficies revestidas no requieren una cobertura exterior física. No hay posibilidad de atrapar la humedad contra las superficies metálicas, lo que elimina efectivamente el riesgo de CUI ocultas, así como la necesidad de protocolos de inspección de CUI.
Los propios TIC Heat-Flex crean una barrera que evita que la humedad y la condensación entren en contacto con el sustrato metálico. Simplemente requieren una inspección visual periódica para garantizar que los recubrimientos estén intactos y sigan brindando protección contra la corrosión. Además, las superficies recubiertas se pueden retocar cuando sea necesario.
Protección de procesos: cómo mantener las temperaturas de funcionamiento
Cuando se instalan por primera vez, los sistemas de aislamiento tradicionales son muy eficaces para mantener el calor dentro de los activos cubiertos. Sin embargo, los altos valores R de aislamiento resultantes pueden disminuir rápidamente si la humedad se infiltra en un sistema de aislamiento revestido, lo cual es común. Esa humedad desplaza el contenido de aire dentro del aislamiento que inicialmente había proporcionado el valor R indicado. Por ejemplo, el material aislante típico de lana mineral perderá hasta el 85% de su valor R cuando el material contenga un 10% de agua por volumen (Tabla 1). Ese contenido de humedad no solo reduce el valor de aislamiento del sistema, sino que también puede provocar un rendimiento térmico inconsistente, ya que el contenido de humedad del aislamiento (y, por lo tanto, su control de temperatura) puede variar en un activo aislado.
Heat-Flex Hi-Temp 3500, por ejemplo, puede eliminar este problema proporcionando un rendimiento térmico constante para activos recubiertos. Si bien los recubrimientos no pueden reemplazar los sistemas de aislamiento cuando las temperaturas operativas de los activos deben permanecer significativamente altas, son especialmente efectivos para activos aislados que operan a temperaturas de 66°-135°C (150°-275°F). Las instalaciones pueden lograr dicho rendimiento aplicando múltiples capas, cada una con un espesor de película seca (DFT) de aproximadamente 20 mils, sobre los activos según el valor aislante deseado. Las instalaciones pueden trabajar con su proveedor de revestimiento para estimar la eficiencia de aislamiento que se puede lograr con las TIC Heat-Flex en condiciones ambientales y de proceso. Utilizando software de modelado térmico, el proveedor puede ayudar al propietario a determinar si se puede lograr el valor de aislamiento deseado con los recubrimientos, así como cuántas capas se requieren.
En comparación con los sistemas de aislamiento tradicionales, se ha descubierto que los TIC Heat-Flex son eficaces para proporcionar un aislamiento inicialmente más bajo, pero consistente y predecible, para tuberías, tanques y recipientes.
Protección de resultados finales
El revestimiento adecuado puede desempeñar un papel importante a la hora de mejorar la seguridad en el lugar de trabajo y proteger a las personas de lesiones accidentales evitables. Los TIC Heat-Flex pueden reemplazar voluminosos sistemas de aislamiento físico y jaulas de seguridad en una amplia variedad de aplicaciones de plantas. Los recubrimientos pueden mejorar la seguridad de la planta al ofrecer protección contra quemaduras requerida por OSHA, reducir el potencial de resbalones y caídas al limitar la condensación y eliminar los peligros de CUI. Además, las instalaciones pueden obtener estos beneficios mientras mantienen el calor del proceso dentro de los activos recubiertos. Los TIC Heat-Flex en aerosol también ofrecen los beneficios adicionales de mantener la temperatura ambiente más cómoda alrededor de los activos revestidos que operan a altas temperaturas, además de reducir los niveles de ruido. Debido a que los revestimientos se pueden usar casi en cualquier lugar donde se utilicen sistemas de aislamiento o aislamiento tradicionales, todos estos beneficios se combinan para permitir operaciones más seguras y económicas para las plantas.
