Cálculo de la estructura metálica.

T adm = 14 kg/mm2 = 1400 kg/cm2

Cálculo de los travesaños
Determinación de las cargas que actúan.

Chapa y rejilla sobre el perfil

Q = P / l

Q = 15 kg / 1,50 m

Q = 10 kg/m chapa sobre el perfil


Carga repartida sobre la mesa

P: fuerza que actúa sobre la estructura.
Nota: a dicha fuerza F la dividimos por 2 para el cálculo de los travesaños, esto se realiza debido a que la carga nunca va a incidir completamente sobre uno de los travesaños.

Ql = P / l

Ql = 100 kg / 1,50 m

Ql = 66,67 kg/m


Qt = Q + Ql Mf max = Qt * l2
8
Qt = 10 kg/m + 66,67 kg/m Mf max = 76,67 kg/cm * (1,50)2
8
Qt = 76,67 kg/m Mf max = 21,56 kgm = 2156 kgcm

Conociendo el valor del momento flector máximo podemos determinar el modulo resistente.
Wx = Mf max
T adm

Wx = 2156 kgcm
1400 kg/cm2

Wx = 1,54 cm3

Una vez conocido el valor de Wx mediante una tabla de resistencia de tubos estructurales elegimos las dimensiones apropiadas del tubo para realizar la mesa.
El tubo estructural elegido fue 40x40x1,6 mm.

Cálculo de las patas
Este cálculo se lo realiza a la compresión. Debido a que la longitud de las patas ni siquiera supera el metro no calculamos el pandeo que se produce en las patas porque seria prácticamente nulo.

Ra = Rb = Qt * l
2

Ra = Rb = 76,67 kg/m * 1,50 m
2

Ra = Rb = 57,50 kg fuerza que actúa sobre cada pata

Una ves que tenemos la fuerza que actúa en cada pata podemos determinar el area del tubo estructural a utilizar.

F = Área * Tadm 1400 (kg/cm2)

Área = F / Tadm

Área = 57,50 kg / 1400 kg/cm2

Área = 0,04 cm2

Luego de este cálculo podemos ir ya a tabla de perfiles y determinar el área del tubo estructural a utilizar.

Verificación del diámetro del eje a la torsión.

Este cálculo se lo realiza para verificar los diámetros del ventilador y el motor. Es decir que ambos ejes no deben ser inferiores a las dimensiones que en el mismo cálculo se obtienen.
Dicho cálculo se lo realiza de la siguiente manera:

Diámetro del eje = CTE * N
n
Diámetro del eje = 10,5 * 0.5 CV
1400 rpm
Diámetro del eje = 1,44 cm

Cálculo de la Potencia mecánica del motor

Una vez elegido el ventilador a utilizar para realizar el cálculo de la potencia mecánica del motor debemos determinar el rendimiento del equipo y para esto es preciso saber la presión de salida (mmca) y el caudal que extrae el equipo (m3/min.), que el fabricante del mismo nos brinda. Únicamente con estos valores y el modelo del ventilador podemos determinar por una tabla de doble entrada que el constructor nos facilita, el rendimiento del equipo. Se ingresa a la tabla por el valor de la presión y el volumen de aire hasta llegar al modelo del ventilador utilizado. En ese punto se encuentra el rendimiento del ventilador centrífugo utilizado.

N (cv) = V (m3/min.) x P (mmca)
45 x n
N (cv) = 40 m3/min. X 25mmca
45 x 65
N (cv) = 0,34 CV

Calculo del Caudal de Aire a extraer y seleccion del tipo de ventilador

Cálculo de caudal de aire a extraer.
Para determinar el caudal a extraer se deben conocer las dimensiones de la mesa, y el fluido que se va a extraer. En nuestro caso al tratarse de humo tenemos que saber que el mismo, al tratarse de un fluido caliente, sube. Como dijimos que se trata de humo de soldadura se toma como coeficiente, 27, si se tratara de aire caliente se toma el coeficiente 26 que es el coeficiente de renovación mínimo.

Q1= Largo x Ancho x Alto x Coeficiente de renovación por minuto
Q1= 1,5m x 0,8m x 0,75m x 27 = 24,30 m3/min

Si bien esta fórmula en nuestro caso no sirve debido a que tenemos que forzar al aire para que baje ya que la extracción del humo se produce hace el interior de la mesa. Entonces se debe multiplicar al Q anteriormente calculado por un coeficiente práctico. Este coeficiente se lo obtiene luego de muchas pruebas realizadas por una empresa de ventilación.

Q= Q1 x Coeficiente práctico
Q= 24,30 m3/min x 1,63 = 39,61 m3/min

Ahora luego de saber el caudal de aire a extraer estamos en condiciones de elegir el ventilador centrífugo a utilizar.
El ventilador elegido es el modelo SB 2 ¼ de la empresa Atenas Ventilación. Este equipo es un ventilador centrifugo de alabes curvados hacia adelante, el cual extrae un caudal de 40m3/min.
Este tipo de ventiladores presentan ventajas en comparación a los otros modelos como ser axiales o de alabes curvados hacia atrás.
Estas son:
• necesitan poco espacio
• baja velocidad periférica
• son silenciosos.
Además este tipo de centrífugos se utilizan cuando la presión estática necesaria es de baja a media, tal como la que se encuentran en los sistemas de calefacción, aire acondicionado o renovación de aire, etc.

PROBLEMA PLANTEADO
El inconveniente que se plantea es la inhalación del humo ocasionado por la soldadura eléctrica, debido a que este ocasiona serios problemas de salud a los operarios, produciéndoles enfermedades profesionales. Entre estas enfermedades podemos citar: problemas respiratorios, pulmonares, etc.
Recordemos que la presencia de humo en el lugar de trabajo no solo afecta al operario que esta realizando la soldadura misma sino que a todos los trabajadores que se encuentren realizando otra actividad dentro del ambiente laboral.
La solución elegida, luego de investigaciones realizadas por los integrantes de este grupo es la realización de un banco de trabajo extractor de humo. La misma consiste en una mesa de trabajo regular con la particularidad de que el panel trasero superior tiene una rejilla o malla, y es allí por donde el humo es extraído mediante un sistema de extracción de aire constituido por un ventilador centrifugo. El humo es forzado hacia el interior de la mesa por medio del ventilador antes mencionado el cual es accionado por un motor eléctrico. Luego de la extracción, el aire es filtrado para ser devuelto al lugar de trabajo en condiciones de ser aspirado nuevamente por los trabajadores.

Humo de soldadura. Efectos. Proteccion

Humo de soldadura

El humo de la soldadura es una mezcla compleja de sólidos condensados muy pequeños (vapores) y gases. El metal base y el metal de la soldadura, los fundentes, los recubrimientos y los gases inertes todos contribuyen. Incluso, los cambios químicos de la atmósfera cercana debido a la intensa radiación y alto calor pueden contribuir a la mezcla.

Efectos producidos sobre las personas

Los efectos del humo de soldadura sobre las personas dependen de los componentes en forma de partículas en el humo y cuánto de ese humo respira el soldador. Algunos efectos pueden ocurrir a corto plazo después de la exposición; estos son los efectos agudos. Los efectos a largo plazo o crónicos pueden no manifestarse sino después de años de exposición.
La fiebre por humos de metal es el trastorno agudo de la respiración más común que sufren los soldadores. Es una enfermedad similar a la gripe que dura de 24 a 48 horas. Típicamente es causada por exposición a humos de zinc, pero el cobre, magnesio y cadmio también se conocen como causantes de la fiebre por humos de metal. La exposición aguda a altas concentraciones de cadmio, sin embargo, puede ser más seria, produciendo irritación grave de los pulmones, edema pulmonar e incluso la muerte.
La exposición a largo plazo a humos de soldadura puede presentar riesgos serios al sistema respiratorio o nervioso, y efectos nocivos a la reproducción, aunque todavía se requieren investigaciones adicionales. Se sabe que algunos metales son especialmente peligrosos. Esos metales incluyen el plomo, el cadmio, el berilio y el mercurio. Pero aun los soldadores que no trabajan con esos materiales tóxicos pueden correr riesgos.
El acero al carbón, que incluye los aceros suaves, es el material que más comúnmente se suelda. El manganeso contenido en el acero y en el metal de la soldadura algunas veces resulta en exposición excesiva al manganeso. El envenenamiento crónico por manganeso puede causar una enfermedad similar al mal de Parkinson, y otros efectos neurológicos.
El acero inoxidable, los aceros de alta aleación y los aleados con níquel exponen a los trabajadores a humos de cromo y/o níquel. Tanto el níquel como el cromo hexavalente están clasificados como cancerígenos en los seres humanos.
Gases peligrosos también pueden producirse durante las operaciones de soldadura. Dependiendo de las características específicas de su proceso, estos gases pueden incluir el ozono, el dióxido de nitrógeno, el monóxido de carbono y compuestos del flúor. Estos gases pueden causar efectos tanto a corto como a largo plazo.

Proteccion de los trabajadores

Para proteger a los trabajadores contra los humos y gases producidos al soldar, con frecuencia se requiere ventilación, especialmente al soldar materiales particularmente peligrosos o durante períodos prolongados. Es esencial tener ventilación en espacios cerrados o reducidos. Aunque los equipos de respiración con purificadores de aire pueden filtrar los humos de metal, no protegen a los trabajadores contra todos los gases nocivos que se producen, ni contra una deficiencia de oxígeno.

Trabajos preliminares