seguridad industrial
Detección de fugas de agua
en un Horno de Arco Eléctrico
mediante un sistema de diagnóstico
por láser en los gases de salida
K. Grieshaber1, F Martinez2
ZOLO TECHNOLOGIES, INC 2AMIGE
1
331 S. 104th Street, Suite 100 Louisville, CO 80027, USA
E-mail: [email protected]
Blvd Diaz Ordaz 402 Pte Col. Rincón de Sta. María, Monterrey, N.L.
64650 México
Palabras clave: TDLAS, análisis de gases de salida, detección de fugas de agua, automatización de procesos
INTRODUCCIÓN
ANTECEDENTES
A lo largo de los años se han documentado numerosas explosiones1,2 relacionadas con fugas de agua en paneles y techos de
Hornos de Arco Eléctrico (EAF en inglés) que ocasionaron serias
lesiones y, en ocasiones, fatalidades. A través de las investigaciones, se llegó a la conclusión que la causa común es que el agua
de la fuga queda atrapada bajo la escoria o el acero fundido.
Cuando el agua se calienta rápidamente, el cambio de fase se
acompaña por una expansión muy fuerte y muy rápida que, de
quedar atrapada, enviará los materiales fundidos en todas las
direcciones.
Los sistemas de muestreo de gases tipo extractivo se han
usado durante muchos años en EAFs. Por lo general, se han empleado analizadores de hidrógeno (de conductividad térmica)
en un intento de predecir fugas de agua. El supuesto es que las
condiciones de “reducción” en el gas libre del EAF promoverán
la disociación del agua. También se supone que las reacciones son demasiado complicadas de entender y, por lo tanto, se
llegó a la conclusión que se formará hidrógeno en cantidades
sustanciales siempre que haya vapor de agua presente, lo que
hace que el análisis de hidrógeno sea una forma confiable para
detectar/medir fugas de agua. Sin embargo, esta lógica es errónea. El agua es una molécula muy estable en el rango de temperaturas que se presentan en el proceso de fusión del acero
en un EAF. El vapor de agua es difícil de disociar, mientras que el
hidrógeno es muy reactivo y rápido para oxidarse nuevamente
en agua. De este modo, la mayor parte del agua que pasa por el
EAF, independientemente de que sea agua normal del proceso
o agua de una fuga, saldrá a través del 4.º agujero en forma de
vapor de agua, lo que hace que la medición directa del agua sea
un indicador más viable que medir el hidrógeno para detectar
fugas de agua. Finalmente, en función de las mediciones de un
sistema de láser en los gases de salida se ha desarrollado un
módulo de software para detección de fugas que proporciona
retroalimentación del proceso en tiempo real a fin de determinar si existe en el EAF agua no deseada.
Es normal la existencia de vapor de agua en el EAF. Es un producto estándar de la combustión en la mayoría de los procesos
industriales. En condiciones de operaciones típicas, este vapor
de agua se descarga con seguridad junto con los demás gases
de combustión a través del sistema de extracción de humos. El
agua en la fase gaseosa es muy estable y no produce daños.
Los sistemas láser de tecnol