Análisis de la tecnología de inmersión de lingotes de zinc en lecho de zinc fundido 450°C para mitigar riesgos laborales en operarios

Abstract

El presente trabajo de suficiencia selecciona una alternativa tecnológica para la operación de inmersión de lingotes de Zinc en lecho de Zinc fundido a 450°C, que mitiga el nivel de riesgo laboral en los operarios. Como parte del análisis de las tecnologías de inmersión de lingotes de zinc, se revisó la norma técnica peruana NTP-ISO 1461 que presenta las técnicas de protección del acero frente a la corrosión aplicando el proceso de galvanizado por inmersión en caliente, además de los valores de temperatura, volumen, nivel de zinc fundido y controles de seguridad del proceso. También se identifican todas las tareas que se generan para los operadores durante cada etapa del proceso de formación de recubrimiento de zinc en el acero. Para identificar la alternativa tecnológica que más beneficios proporciona a nuestro proceso de galvanizado, se presentan algunas de las opciones implementadas en similares procesos productivos de diferentes sectores de la industria relacionado con la tecnología 4.0; además se utilizó una metodología para identificar los peligros de cada actividad y determinar el nivel de riesgo que los operadores enfrentan en la etapa de inmersión de lingotes de zinc. El propósito de este trabajo de suficiencia es identificar la tecnología de inmersión de lingotes de zinc apropiada para esta etapa del proceso de galvanizado en caliente, con el fin de reducir la operación manual, que genera lesiones ergonómicas y representa un riesgo laboral. Estableciendo aspectos propios del diseño y la seguridad ocupacional para identificar la tecnología de control de movimiento con servomotores y mecanismos electroneumáticos; asimismo se modelo un sistema de manipulación con el software AUTODESK INVENTOR. Posteriormente se analizó las estructuras en movimiento por el Método de Elementos Finitos - MEF, utilizando el software NASTRAN y también se dispuso del catálogo virtual “CYMEX@ 5” para la selección de componentes comerciales para el control de movimiento. Finalmente, para evaluar la viabilidad del sistema manipulador de lingotes de zinc, se presentan los resultados obtenidos considerando los aspectos del diseño propuesto, de seguridad laboral y el análisis financiero; resultado de cuantificar la inversión económica a realizar frente a la reducción de los gastos operacionales presentados. En conclusión, las tecnologías de inmersión de lingotes de zinc en lecho de zinc fundido a 450°C mitigan los riesgos laborales que los operadores enfrentan diariamente en esta actividad.

The present work of sufficiency selects a technological altemative for the operation of zinc ingot immersion in a 450°C molten zinc bed, which mitigates the level of occupational risk for the operators. As part of the analysis of zinc ingot immersion technologies, the Peruvian technical standard NTP-ISO 1461 was reviewed, which presents the techniques for protecting steel against corrosion by applying the hot dip galvanising process, in addition to the values of temperature, volume, level of molten zinc and safety controls for the process. It also identifies all the tasks that are generated for the operators during each stage of the process of forming the zinc coating on the steel. To identify the technological altemative that provides the most benefits to our galvanising process, some of the options implemented in similar production processes in different industry sectors related to technology 4.0 are presented; in addition, a methodology was used to identify the hazards of each activity and determine the level of risk that operators face in the zinc ingot dipping stage. The purpose of this sufficiency work is to identify the appropriate zinc ingot dipping technology for this stage of the hot dip galvanising process, in order to reduce manual operation, which generates ergonomic injuries and represents an occupational hazard. Establishing aspects of design and occupational safety to identify the motion control technology with servomotors and electro-pneumatic mechanisms; a handling system was also modelled with the AUTODESK INVENTOR software. Subsequently, the moving structures were analysed by the Finite Element Method - FEM, using the NASTRAN software and the virtual catalogue "CYMEX@ 5" was also available for the selection of commercial components for motion control. Finally, to evaluate the feasibility of the zinc ingot handling system, the results obtained are presented considering the aspects of the proposed design, occupational safety and financial analysis; the result of quantifying the economic investment to be made against the reduction of operational costs presented. In conclusion, the technologies of zinc ingot immersion in a 450°C molten zinc bed mitigate the occupational risks that operators face daily in this activity.