El mantenimiento adecuado del sistema de extracción es vital para reducir el riesgo de incendio y explosión asociado con el procesamiento láser de metales.

La tecnología láser de fibra parece estar lista para expandirse rápidamente en los próximos años, ya que las empresas de codificación y corte cambian de láseres de CO2 para aprovechar los costos de funcionamiento reducidos y el aumento de la productividad asociados con la tecnología.

Esto aporta significativos beneficios de productividad a los procesos de codificación láser utilizados en metales (normalmente poniendo fechas de límite de venta, información del producto y seguimiento a productos enlatados), además de corte por láser, grabado, mecanizado y aplicaciones de modulación de amplitud.

Para optimizar el retorno de la inversión en esta nueva era láser es fundamental considerar la extracción eficaz de humos durante el procesamiento de metales. El láser de fibra parece penetrar más profundamente en el metal base, donde anteriormente los láseres de CO2 sólo eliminaban el óxido superficial. Esto tiene implicaciones en el diseño de los sistemas de extracción utilizados en el procesamiento de metales, especialmente cuando se trata de gestionar los riesgos de incendio durante el procesamiento láser de aluminio y titanio, por ejemplo en la industria de la codificación.

Seguridad contra incendios

El riesgo de incendio en aplicaciones láser de fibra se guía por cuatro simples principios:

  1. El láser genera una gran cantidad de partículas del tamaño de una micra y sub-micra.
  2. Cuanto menor sea una partícula, mayor será el área de superficie en relación con la masa.
  3. Cuanto mayor sea el área de la superficie, más rápida será la velocidad de reacción.
  4. El aluminio y el titanio poseen reacciones de oxidación altamente exotérmicas.

Estos principios proporcionan condiciones para la combustión, pero un sistema de extracción debidamente especificado, instalado y con un buen mantenimiento mitigará el riesgo. Sin una extracción eficaz, el láser puede generar un gran número de partículas no oxidadas que pueden acumularse alrededor del área del láser -ya sea en la manguera, los conductos o en filtros- o el láser puede actuar como una fuente de ignición para un objeto atrapado frente a él.

Aunque este tipo de acontecimientos es raro, aparte del riesgo de incendio para la salud humana, inevitablemente conducirá a una interrupción en la producción y costosas investigaciones, además de causar daños a los equipos.

Por eso es tan importante trabajar con fabricantes de equipos de buena reputación en la especificación y el mantenimiento de sistemas de extracción. BOFA ofrece soluciones para sistemas láser de fibra que incorporan materiales resistentes al fuego para carcasas y filtros y que se extienden a la protección térmica de corte, en caso de que se produzca un sobrecalentamiento.

El objetivo es excluir cualquier riesgo de incendio asociado con los procesos industriales térmicos, incluyendo el láser, especialmente cuando el proceso puede generar polvo inflamable. Esto también podría incluir protección a través de un sistema de supresión contra incendios, que incorpora un mecanismo de descarga de extintor de incendios, cierre automático del flujo de aire y válvulas de aislamiento que cortan el suministro de oxígeno cuando se detecta un incendio, protegiendo así el extractor de humos y otras áreas cercanas.

El diseño correcto del sistema de extracción ayudará a mantener el equipo, incluyendo mangueras, conductos y filtros, sin acumulación de partículas. Cambiar regularmente los filtros y limpiar o reemplazar conductos también reducirá el riesgo de incendio y el peligro.

También se deben evitar las mezclas termita (aluminio y un óxido metálico). El más común es óxido de hierro y aluminio. Estos no necesitan una fuente de ignición, queman a altas temperaturas y no necesitan suministro de oxígeno. Por lo tanto, el aluminio y el acero no deben procesarse en la misma plataforma láser sin la limpieza y el uso de sistemas de filtro adecuados.

Los recubrimientos protectores y lacas aplicadas a los metales también pueden provocar la ignición, o prevenir la oxidación cuando la partícula procesada a láser se genera formando un recubrimiento protector que puede hacerla más inflamable.

Cualquiera que sea el riesgo, el buen mantenimiento de la máquina y su correcta higiene es fundamental para mitigar el riesgo, porque un objeto extraño atorado en el láser puede ser una fuente de ignición. Al mismo tiempo, los usuarios tienen que evitar que las fuentes de ignición lleguen a áreas de acumulación de partículas -esto puede ser tan simple como el uso de un apagachispas o polvo inerte.

Y, por supuesto, los planes adecuados de salud y seguridad requerirán la presencia de unidades de detección y extinción de incendios. Los extintores deben ser de clase D -fuego metálico- ya que los extintores de agua pueden reaccionar con aluminio o titanio para formar hidrógeno, que es en sí mismo inflamable.

Gestión segura de atmósferas inertes

Se debe tener especial cuidado cuando se procesa con láser aluminio o titanio bajo atmósferas inertes (por ejemplo, argón o nitrógeno), como en el caso de modulación de amplitud.

Las atmósferas inertes significan que ninguno de los metales se oxida y por lo tanto, una vez que el proceso está terminado y expuesto al aire, el gas se somete a una rápida oxidación y puede incendiarse. La respuesta es un proceso de pasivación para el gas, a través de la reintroducción controlada del aire a una velocidad que gestiona la reacción térmica.

Cuidado con las condiciones explosivas

Cuando hay un riesgo de incendio, también puede haber un riesgo de explosión, en caso de que exista una nube de polvo en la concentración y la distribución del tamaño de partículas correcta. Esto se maneja con un sistema de filtro desechable donde no se genera una nube de polvo, o la configuración adecuada de un sistema de autolimpieza del filtro.

El mensaje clave para las empresas que invierten en sistemas láser de fibra es involucrarse con sus socios de equipos tecnológicos y especialistas en extracción de humos tan pronto como sea posible en el proceso de planeación. Estos especialistas aportan un valor añadido al trabajar junto a fabricantes y equipos de usuarios finales, y pueden contribuir al diseño y puesta en marcha de un sistema que no sólo salvaguardará el entorno de trabajo, sino que también optimizará el valor de la productividad mediante el uso de tecnología láser de fibra.