Modelo mecánico matemático experimental en chimeneas para mejora de sus inspecciones

Resumen

En todo entorno industrial (Plantas petroquímicas, centrales térmicas, refinerías, etc.) los trabajos en altura son una buena herramienta para dar solución a múltiples operaciones. Dentro de ellos se entiende por trabajos verticales ¿las técnicas para trabajar en altura que se basan en la utilización de cuerdas, anclajes y aparatos de progresión para acceder a cualquier punto o lugar, al objeto de realizar el trabajo encomendado¿, según publica el manual de técnicas verticales de ANETVA (Asociación Nacional de Empresas de Trabajos Verticales). Podemos citar, a modo de ejemplo, alguno de los trabajos en altura más habituales en la industria: Reparación de aislamientos en torres y conductos, impermeabilizaciones, instalación de líneas de anclaje, sellado de juntas, pintado de torres, etc. Y quizás uno de los más significativos sea el campo de la inspección de chimeneas, por su espectacularidad y, por qué no decirlo, por su peligrosidad. La inspección interior de chimeneas tiene las siguientes características comunes, aun siendo la tipología de chimeneas de lo más variado: Son realizados por especialistas en trabajo vertical, pues son instalaciones ubicadas a gran altura y donde sólo es posible el acceso con escasos medios auxiliares. Requieren una alta preparación física y técnica por parte del personal que las ejecuta. Se trabaja en atmósferas peligrosas (explosivas, ausencia de oxígeno, etc). Son muy costosas, debido al alto precio hora-hombre de estos trabajos. Se considera una actividad de alto riesgo por la probabilidad y magnitud de los mismos, como son las caídas de altura, la presencia de contaminantes químicos, riesgo de explosiones, contacto con sustancias corrosivas, etc. Por todo ello, consideramos muy interesante el desarrollo de un prototipo o modelo mecánico-matemático experimental que permita automatizar las labores de inspección, evitando los riesgos que para los trabajadores supone la realización de este tipo de trabajos (al ser sustituidos por una máquina) o cuando menos reduciendo sensiblemente dichos riesgos, al limitar las labores que un operario realiza dentro de la chimenea a aquéllas que no pueda ejecutar un dispositivo automático (por ejemplo reparaciones). Dicho prototipo deberá gozar de las siguientes características: Diseño mecánico y estructural robusto, para que posibles corrientes de aire y golpes no afecten a su funcionalidad. Construcción en material ligero, ya que será alzado a gran altura con la habitual escasez de medios. Adaptable al mayor número de tipos de chimeneas posible (varios diámetros y alturas). De bajo coste, para que además de sus beneficios funcionales anteriormente descritos resulte rentable frente a los medios tradicionales. Con alimentación autónoma (baterías), para no depender de las instalaciones auxiliares de la zona a inspeccionar. Configurable con diferentes sensores en función de las necesidades a cubrir (cámara digital, analizador de atmósfera, infrarrojos, etc). Las distintas etapas o fases a cubrir en el desarrollo de esta tesis doctoral serán las siguientes: Análisis del estado del arte actual en sistemas de inspección automática interna y externa de chimeneas. Caracterización de los principales tipos de chimeneas, sus defectos típicos y las recomendaciones de inspección. Estudio de viabilidad técnico económica del equipo automático Diseño inicial de modelos para inspección: estructura portante Modelado matemático de la estructura Simulación de corrientes de aire en chimeneas Análisis estático de prototipos Análisis dinámico de prototipos Estudio económico preliminar del sistema automático frente al tradicional. Conclusiones.