Simulación numérica de explosiones en calderas: Pautas para la distribución de planta como medida de mitigación de daños

Ricardo Alberto Morales-Vargas

Resumen


En diversos países las explosiones en calderas han generado daños serios y costosos por destrucción de sitios de trabajo y accidentes de trabajadores, los que van desde quemaduras, laceraciones, hasta la muerte. La causa principal de explosiones en calderas es por bajo nivel de agua, generándose recalentamientos en los tubos, vaporización súbita, elevación de la presión y fallo catastrófico. Este artículo hace una revisión de los requisitos técnicos en la normativa hispanoparlante para la operación segura de calderas, enfocándose en la correcta ubicación y distanciamiento del cuarto de calderas, considerando el riesgo mayor: la explosión de una caldera. Se comparan los hallazgos de la normativa latinoamericana con otra legislación internacional. Se analizan daños potenciales, tomándose casos-tipo de explosiones para los tamaños de caldera comunes de un fabricante líder, y usuales en Latinoamérica, según experiencia del autor. La sobrepresión máxima resultante se calculó como función de la distancia estimándose el daño de la onda de choque, para recomendar la ubicación ideal o mejorada del cuarto de calderas, minimizando el daño de explosiones y quemaduras de vapor de agua. Se estimaron “distancias seguras” mínimas entre la caldera y otras estructuras y equipos, protegiendo a seres humanos de la sobrepresión. Se muestra la utilidad de modelos simples de sobrepresión-distancia, junto con modelos Probit, en relación con modelos más complejos de dinámica de fluidos y cálculos estructurales de elementos finitos. Se propone que el análisis obligatorio de las consecuencias, utilizando modelos numéricos similares o más complejos, se incorpore en la legislación latinoamericana e internacional para guiar la distribución de la planta.

Palabras clave


calderas; explosión; evaluación de peligros; análisis de peligros; riesgos; regulación; evaluación de riesgos; análisis de riesgos

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