Universidad Austral de Chile Facultad de Ciencias de la Ingeniera

Escuela de Ingeniera Naval

EQUIPOS PORTTILES DE MEDICIN DE ATMSFERAS UTILIZADOS EN BUQUES

MERCANTES

Tesis para optar al grado de: Ingeniero Naval. Mencin: Transporte Martimo

Profesor Patrocinante: Sr. Joel Prez Osses. Ingeniero Naval Mencin: Mquinas Marinas

ERICK HARDY URIBE ROJAS VALDIVIA CHILE

2010

Esta tesis ha sido sometida para su aprobacin a la Comisin de Tesis, como requisito para obtener el grado de Licenciado en Ciencias de la Ingeniera.

La tesis aprobada, junto con la nota de examen correspondiente, le permite al alumno obtener el ttulo de Ingeniero Naval, con mencin en Transporte Martimo.

EXAMEN DE TTULO

Nota de Presentacin (Ponderado) (1) : .............

Nota de Examen (Ponderado) (2) : .............

Nota Final (1 + 2) : .............

COMISIN EXAMINADORA

DECANO FIRMA

EXAMINADOR FIRMA

EXAMINADOR FIRMA

EXAMINADOR FIRMA

SECRETARIO ACADMICO FIRMA

Valdivia,

Nota de Presentacin = NC/NA 0,6 + Nota de Tesis 0,2 Nota Final = Nota de Presentacin + Nota de Examen 0,2 NC = Sumatoria Notas de Currculum, sin Tesis NA = Nmero de Asignaturas Cursadas y Aprobadas

DEDICATORIA

Al pasar el tiempo son muchos los actores que conforman una obra, pero como en todo acto deben haber protagonistas. Pap no existe el momento adecuado para marcharse, pero sin embargo me enseaste que las grandes personas no son las que nunca se caen, sino las que se saben poner de pie muchas veces. Mam, te privaste de lujos y bienes con el solo objetivo de vernos triunfar, me inculcaste que el nico camino para el xito es la perseverancia y el trabajo. Hermanita fuiste mi apoyo durante mucho tiempo y coronas esa grandeza al traer al mundo a Ella, ramillete de ternura. Polola Linda, son muchos los adjetivos que te mereces que hasta un captulo podra escribir, pero como todos sabemos estos tienen comienzo y un final, y lo nuestro no debe terminar, porque contigo aprend amar

Eternamente agradecido

INDICE

Contenido Pgina

Resumen - Summary

Introduccin

Captulo I

1.- Historia y Evolucin de los Equipos Porttiles de Medicin de Atmsferas

1.1.- Inicios en la Medicin de Atmsferas 01

1.2.- Inexperiencia y Consecuencias 02

1.3.- Evolucin Equipos Porttiles 03

Captulo II

2.- Gases Presentes a Bordo

2.1.- Introduccin al Anlisis de gases 05

2.1.1.- Gases Ideales 05

2.1.2.- Gases Reales 06

2.1.3.- Teora Cintica de los Gases 06

2.2.- Gases ms Comunes a Bordo y Precaucin al Tratarlos 07

2.3.- Material Safety Data Sheet 11

Captulo III

3.- Equipos Porttiles Empleados a Bordo y su Utilizacin

3.1.- Oxmetro 18

3.1.1.- Oxmetro con Sensores Paramagnticos 18

3.1.2.- Oxmetro con Sensores de Electrolito 19

3.1.3.- Utilizacin del Equipo 20

3.2.- Explosmetro 21

3.2.1.- Principio de Funcionamiento 21

3.2.2.- Utilizacin del Equipo 23

3.3.- Detector de Gases de Hidrocarburos en Atmsferas Inerte 23

3.4.- Tubos Colorimtricos con Bomba Manual 24

3.4.1.- Bomba Manual Detectora de Gas 25

3.4.2.- Utilizacin del Equipo 26

3.5.- Equipo Detector de Diferentes Tipos de Gases 28

3.5.1.- Utilizacin del Equipo 30

Captulo IV

4.- Diagrama de Explosividad

4.1.- Definicin 31

4.1.1.- Mtodo de Reemplazo de Atmsfera en un Estanque 31

4.1.2.- Lmites de Explosividad 33

4.2.- Lmite Inferior de Explosividad 33

4.3.- Lmite Superior de Explosividad 34

4.4.- Interpretacin Diagrama de Explosividad 35

Capitulo V

5.- Normativas, Mantencin y Calibracin de los Equipos

5.1.- Normativas Vigentes 37

5.2.- Mantencin de los Equipos 39

Captulo VI

6.- Conclusiones 43

Captulo VII

7.- Bibliografa 44

RESUMEN

Los avances tecnolgicos han evolucionado considerablemente. En un principio, los instrumentos eran muy poco confiables y de limitadas capacidades. En la actualidad, nos encontramos con una serie de modernos equipos de sencilla operacin, pero de gran utilidad debido a la diversidad de funciones que se le han incorporado.

El presente trabajo, fue realizado con el objetivo principal de crear conciencia entre el personal que trabaja a bordo de naves mercantes, respecto de la peligrosidad de algunos tipos de gases con los que convivimos diariamente. Analizaremos la forma en que nos afectan y cmo minimizarlos mediante una adecuada utilizacin y mantencin de los equipos porttiles de medicin de atmsferas, complementado con una correcta interpretacin de la curva de explosividad. Slo de esta forma podremos contribuir de manera responsable a la seguridad y proteccin de nuestra tripulacin y el medio ambiente.

SUMMARY

Originally, technological instruments were not trustworthy and had limited capabilities, but they have evolved considerably over time. Currently, we find ourselves with a series of equipment that is simple, yet modern and useful due to the various functions recently added.

The following study was carried out in order to create awareness amongst the staff that work on board merchant ships regarding several types of gasses encountered daily. We will analyze how these gasses affect us and how to minimize them. This will be completed through the use and maintenance of portable atmospheric measuring equipment followed by the correct interpretation of the explosion curve. Through this process, we can responsibly contribute to the security and protection of our crew and the environment.

INTRODUCCION

Diariamente la seguridad es un tema crtico para todos los Buques Mercantes, estadsticamente una de las principales causas de decesos ocurridas a bordo se produce debido al ingreso a espacios restringidos o confinados, sin la supervisin apropiada o sin seguir los procedimientos establecidos. Un espacio confinado es aquel que posee pocas aberturas para ingresar o salir, ventilacin natural desfavorable y no es adecuado para realizar trabajos de manera contnua.

La falta de conocimiento y capacitacin necesaria respecto al tema, ha llevado a prdidas irremplazables de vidas humanas.

El Convenio Internacional para la Seguridad de la Vida Humana en el Mar SOLAS establece que todos aquellos buques que presenten la posibilidad de emisin de gases txicos o explosivos deben contar con un equipo adecuado que mida la concentracin de gases y oxgeno en el ambiente, adems de la respectiva capacitacin al personal a bordo.

Durante el paso del tiempo el mercado ha ido evolucionando, entregando una amplia gama de equipos detectores de gases tanto porttiles como fijos. Sin embargo, el uso, calibracin y caractersticas de stos, es un tema poco claro para el personal de las naves, sin entender muchas veces la importancia en las operaciones diarias.

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CAPTULO I 1.- Historia y Evolucin de los Equipos Porttiles de Medicin de Atmsferas.

1.1.- Inicio en la Medicin de Atmsferas

La presencia de gases en nuestra vida cotidiana es tan antigua y natural desde que se cre el planeta tierra, ya que la atmsfera en la cual vivimos se encuentra compuesta por gases. La atmsfera est formada por vapor de agua, dixido de carbono (CO2) y nitrgeno (N2), junto a pequeas cantidades de hidrgeno (H2), monxido de carbono (CO) y oxgeno (O2).

La Historia del inicio de medicin de atmsferas se remonta al siglo XV y XVI desde que se empezaron a explotar las minas de carbn, donde el mayor enemigo de los mineros era el gas gris (Gas metano en minas de carbn). Para iluminarse dentro de su trabajo la nica solucin que tenan los mineros era emplear lmparas de gas. Por desgracia, si la llama entraba en contacto con el gris se produca una gran explosin lo que llevaba a muertos y derrumbes. Una de las herramientas que utilizaban para saber si haba presencia de gas en las minas consista utilizar canarios como detectores de gris. Los canarios eran ms sensibles que el ser humano al gas y con una pequea proporcin del mismo en la atmsfera moran.

La muerte de los canarios era una seal de que el ambiente estaba contaminado y tenan que apagar las lmparas. Esta prctica se realiz durante aos, inclusive en la Primera Guerra Mundial se utilizaban los canarios para detectar los gases fosforados que eran consecuencia del uso de armamentos.

En lo que respecta al rea martima, el transporte de petrleo, en un inicio, fue hecho en barriles y no exista ningn medio tecnolgico para detectar la emanacin de gases, es por esto, que utilizaban canarios como forma de saber si en los espacios de carga, donde eran almacenados los barriles, exista presencia de gases txicos para la tripulacin.

Con el paso de los aos se fue acrecentando la fatalidad en las naves debido a la ingesta de gases txicos, tanto mortales como explosivos, lo que llev a la humanidad a realizar avances respecto al tema.

Fue as como en el ao 1925 el fsico y qumico Dr. Jiro Tsuji, desarroll el primer Explosmetro o Detector de gases que consista en una suave interferencia de onda que

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al tener la presencia de gas haca oscilar un filamento, el cual transforma esta seal obtenida en una lectura.

Este descubrimiento fue el invento principal en los estudios de modernas tecnologas de deteccin de gases, ya que era ms seguro y serio al ser comparado con el mtodo primario.

1.2.- Inexperiencias y Consecuencias

Las cargas transportadas por lo buques pueden ser potencialmente peligrosas en caso de accidentes y dainas para la salud del ser humano cuando se vierte al mar o cuando se mezcla con el aire provocando nubes txicas y explosiones que pueden afectar al entorno martimo. En muchos barcos se realizan operaciones que desprenden humos y vapores, que al ser inhalados pueden producir cuadros de intoxicacin, por ejemplo; cuando se funden metales, en soldaduras, uso de pinturas y disolventes qumicos para mantenimiento, equipos contraincendios, mquinas de refrigeracin, manejo de aceites, gases en sentinas, o en el caso que el barco transporte mercancas peligrosas.

En nuestro pas, uno de los accidentes en el cual se perdi una vida humana fue el de la Motonave Huasco, buque multipropsito de propiedad de la naviera Empremar, ocurrido en navegacin en las proximidades del Puerto de Coquimbo, Chile, el da 05 de marzo del 2006, en el cual una persona falleci por inhalacin txica de cido sulfhdrico y otros tres quedaron graves en el hospital. La nave se encontraba en faena de limpieza de sus estanques de lastre, ya que en estos se transportaba aceite de pescado, el que al descomponerse desprende fuertes vapores de cido sulfhdrico que es un gas altamente venenoso y txico. Al ingresar a este lugar no se realizaron las mediciones correspondientes, lo que llev a la muerte de uno de sus tripulantes.

El 17 de febrero del 2008, tres personas murieron por la explosin ocurrida en una caldera del buque de bandera chilena "Ro Blanco", que se encontraba atracado en el puerto brasileo de Santos. La explosin y posterior incendio se produjeron cerca de la medianoche .La embarcacin sufri algunos problemas durante la maana del da del siniestro, con una intensa prdida de combustible, se calcula alrededor de 2.000 litros, aunque slo unos 800 litros cayeron al mar. El resto haba quedado dentro del

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propio buque y se sospecha que contribuy a expandir el incendio que se produjo debido a la explosin en la caldera.

El 27 de marzo del 2010 en Coronel, Chile, dos pescadores resultaron muertos y uno internado de extrema gravedad producto de la intoxicacin por cido sulfhdrico, ocurrida en la pesquera "SPK" de la comuna. El caso se origin en la bodega de unos de los barcos proveedores, donde se habra producido una falla en el agua de retorno, la cual habra pasado estancada por un periodo prolongado en la cual exista una concentracin de dicho cido, por sobre el lmite permitido de 8 partes por milln, generando una masiva intoxicacin. Con respecto a las condiciones de seguridad, se determin que al momento del accidente los pescadores no contaban con las medidas necesarias para ingresar al espacio confinado.

Uno de los ltimos accidentes a nivel mundial con consecuencias fatales ocurri el 11 de junio del 2010, donde una persona result muerta y otras dos gravemente heridas en una explosin en el Buque Petrolero 'Kemal Ka' cuando navegaba a 13Mn de Salmedina, en las proximidades de Chipiona. De los tres heridos, uno de ellos, el contramaestre, falleci, mientras que los otros dos, el primer oficial y un marinero, se encuentran en estado grave, por inhalacin de gases txicos y venenosos para el cuerpo humano. El Buque Petrolero 'Kemal Ka', de bandera turca, tras haber descargado en Huelva, se encontraba a espera de rdenes del armador en el lugar en el que se produjo el incidente.

De los accidentes anteriormente nombrados, podemos concluir respecto de la importancia del uso de medicin de gases y confirmar que para toda clase de naves y no sujeta slo a los buques del tipo tanques, pues toda nave que use combustibles derivados de hidrocarburos para su propulsin, debe tener a bordo como mnimo un oxmetro y un detector de gases inflamables.

1.3.- Evolucin de Equipos Porttiles

Como fue mencionado, en sus inicios el anlisis de atmsferas era muy superficial, donde las vctimas fatales eran recurrentes y solo se regan por el uso de los canarios, sumado a la experiencia del personal en lo que respecta al olfato.

Fue desde 1925, cuando se inicia esta larga carrera, por resguardar cada vez ms la vida humana, uno de los responsables es SOLAS, debido a sus exigencias cada vez ms estrictas. Debido a esto, se ha experimentado una evolucin en lo que

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respecta a estos instrumentos, donde en un comienzo se utilizaban equipos para un tipo de gas exclusivo y de una forma no muy anatmica debido al peso y tamao que presentaban. En la actualidad, en lo que respecta a equipos porttiles tenemos una serie de avances llegando a obtener, instrumentos de alta precisin, fcil manipulacin y calibracin, asegurando una medicin ms precisa y confiable.

Figura 1.- Evolucin Equipos Medicin de Atmsferas.-

(Fuente: Fotografas tomadas por autor del presente trabajo y Catlogo de Productos RKI Instruments)

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CAPTULO II

2.- Gases Presentes a Bordo

2.1.- Introduccin al Anlisis de Gases

En el universo existen todo tipo de materias, las cuales podemos caracterizar principalmente por el estado en que se encuentran, ya sea lquido, slido o gaseoso. Es este ltimo el que analizaremos en detalle, teniendo en cuenta sus caractersticas, usos y riesgos asociados.

2.1.1.- Gases Ideales

Segn la teora atmica, las molculas pueden tener o no cierta libertad de movimientos en el espacio. La libertad de movimiento de las molculas de un slido est restringida a pequeas vibraciones, en cambio, las molculas de un gas se mueven aleatoriamente, y slo estn limitadas por las paredes del recipiente que las contiene.

Se han desarrollado leyes que relacionan las variables macroscpicas en base a las experiencias en laboratorio. En los gases ideales, estas variables incluyen la presin (p), el volumen (V) y la temperatura (T).

Desde donde se deduce la Ley Universal de los Gases

P * V = n * R * T

P= Presin

V= Volumen

n= Moles de gas

R= Constante Universal de los Gases Ideales.

T= Temperatura Absoluta.

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2.1.2.- Gases Reales

Los gases reales son los que en condiciones ordinarias de temperatura y presin se comportan como gases ideales, pero si la temperatura es muy baja o la presin muy alta, las propiedades de los gases reales se desvan en forma considerable de las de los gases ideales (hidrgeno, oxgeno, nitrgeno y otros).

2.1.3.- Teora Cintica de los Gases

El comportamiento de los gases, puede explicarse satisfactoriamente admitiendo la existencia del tomo, unidad ms pequea de un elemento qumico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos qumicos.

Volumen de un gas: refleja simplemente la distribucin de posiciones de las molculas que lo componen. Ms exactamente, la variable macroscpica V representa el espacio disponible para el movimiento de una molcula.

Presin de un gas: puede medirse con manmetros situados en las paredes del recipiente, registra el cambio medio de momento lineal que experimentan las molculas al chocar contra las paredes y rebotar en ellas.

Temperatura del gas: es proporcional a la energa cintica media de las molculas, por lo que depende del cuadrado de su velocidad.

La teora fsica que relaciona las propiedades de los gases con la mecnica clsica se denomina teora cintica de los gases. Adems de proporcionar una base para la ecuacin de estado del gas ideal. La teora cintica tambin puede emplearse para predecir muchas otras propiedades de los gases, entre ellas la distribucin estadstica de las velocidades moleculares y las propiedades de transporte como la conductividad trmica, el coeficiente de difusin o la viscosidad.

Una herramienta muy til a la hora de estudiar distintos tipos de gases es, LA TABLA PERIDICA DE LOS ELEMENTOS QUMICOS, en donde obtenemos; nombres, smbolos, estructuras electrnicas, nmeros y peso atmico de cada elemento.

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Figura 2.- Ejemplo; Tabla Peridica de los Elementos.-

Nmero Atmico: es el nmero entero positivo que es igual al nmero total de protones en el ncleo del tomo.

Estado de Oxidacin: se considera como la carga aparente con la que dicho elemento est funcionando en ese compuesto. Los estados de oxidacin pueden ser positivos, negativos, cero, enteros y fraccionarios.

Smbolo: son los distintos signos abreviados que se utilizan para identificar los elementos y compuestos qumicos en lugar de sus nombres completos. Algunos elementos frecuentes y sus smbolos son: carbono, C; oxgeno, O2; nitrgeno, N2; hidrgeno, H2; etc.

Peso Atmico: es la masa en gramos de un mol de tomos. En trminos ms especficos, el peso atmico es el peso total de las masas de los istopos naturales del elemento. Los istopos son tomos del mismo elemento, pero contienen distinto nmero de neutrones en su ncleo.

2.2.- Gases ms Comunes a Bordo y Precauciones al Tratarlos.

A bordo de cualquier nave mercante, independiente de cul sea su propsito principal, encontraremos una serie de gases que podran provocar ya sea la muerte o asfixia por inhalacin, o bien una explosin por contacto con una fuente de energa (chispa, golpe, etc.). A continuacin, detallamos los ms comunes;

Oxgeno: elemento qumico de nmero atmico 8 y smbolo O2. En su forma molecular ms frecuente, el O2, es un gas a temperatura ambiente. Representa aproximadamente el 20,9% en volumen de la composicin de la atmsfera terrestre. Es un gas incoloro, inodoro (sin olor) e inspido. Existe una forma molecular formada por tres tomos de oxgeno, O3, denominada ozono cuya presencia en la atmsfera protege la Tierra de la incidencia de radiacin ultravioleta procedente del Sol.

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En condiciones normales de presin y temperatura, el oxgeno se encuentra en estado gaseoso formando molculas diatmicas (O2) que a pesar de ser inestables se generan durante la fotosntesis de las plantas y son posteriormente utilizadas por los animales en la respiracin. Tambin se puede encontrar de forma lquida en laboratorios. Si llega a una temperatura menor que -219 C, se convierte en un slido cristalino azul. Su disminucin provoca hipoxia y la falta total de l anoxia pudiendo provocar la muerte del organismo. Es aqu la precaucin al momento de inertizar los estanques (desplazar volumen de oxgeno), que por una parte nos protege, al garantizar la no inflamacin del estanque, pero al aspirarlo puede provocar resultados fatales.

Nitrgeno: elemento qumico, de nmero atmico 7, smbolo N2 y que en

condiciones normales forma un gas diatmico (nitrgeno diatmico o molecular), que constituye del orden del 78% del aire atmosfrico. El nitrgeno es el componente principal de la atmsfera terrestre y se obtiene para usarlo a bordo, mediante la destilacin del aire lquido, en la llamada Planta de Nitrgeno, utilizada, principalmente en Buques Tanques Quimiqueros, como reemplazante del oxgeno en los estanques de carga (gas inerte), debido a su calidad y alta pureza de algunos productos transportados en estos tipos de Buques.

Hidrgeno: elemento qumico representado por el smbolo H2 y con un nmero atmico 1. En condiciones normales de presin y temperatura, es un gasincoloro, inodoro, inspido, no metlico y altamente inflamable. El hidrgeno es el elemento qumico ms ligero y es, tambin, el elemento ms abundante, constituyendo aproximadamente el 75% de la materia visible del universo. El hidrgeno puede formar compuestos con la mayora de los elementos y est presente en el agua y en los compuestos orgnicos. Desempea un papel particularmente importante en la qumica cido - base, en la que muchas reacciones conllevan el intercambio de protones (iones hidrgeno, H+) entre molculas solubles. Es en Buques Tanques Quimiqueros, donde podemos encontrar este tipo de gas y se genera al contacto del cido Sulfrico con agua, debido a esto las medidas de precaucin al transportar este producto.

Dixido de carbono: es un gas cuyas molculas estn compuestas por dos tomos de oxgeno y uno de carbono. Su frmula qumica es CO2 y puede encontrarse en su forma natural en el agua de manantiales y se libera cuando los

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volcanes entran en erupcin. Al respirar, las personas exhalan dixido de carbono. Tambin puede ser producido por la quema de combustibles fsiles, como carbn, petrleo, gasolina y gas natural. El dixido de carbono es un gas que tiene una serie de propiedades que lo hacen muy til en el mbito martimo, pues al ser un gas permite ser comprimido dentro del extintor de incendios por lo que no es necesario ningn otro producto para descargarlo. Ya sea para el inflado de Balsas Salvavidas, activacin de aparatos lanzacabos, pero principalmente para la extincin de incendios. El CO2 es un gas que no es combustible y que no reacciona qumicamente con otras sustancias por lo que puede ser utilizado para extinguir una gran cantidad de tipos de fuego, debido a su caracterstica de desplazar el oxgeno. La concentracin de dixido de carbono en la atmsfera es del 0.03%. La concentracin mxima de dixido de carbono en el aire que un ser humano puede soportar sin sufrir efectos perjudiciales es del 6%, si se llega al 9% la persona podra quedar inconsciente en poco tiempo. Por este motivo debemos tener especial cuidado cuando utilizamos como agente extintor el CO2 en un espacio cerrado, ya que las concentraciones de este gas podran aumentar peligrosamente, esto unido a la falta de oxgeno, que ha sido consumido por el fuego, podra provocar asfixia.

Monxido de carbono: de formula qumica CO, tambin conocido como; xido de carbono, gas carbonoso, anhdrido carbonoso. Es un gas; venenoso, incoloro, sin sabor ni olor. Se origina producto de desecho en la combustin incompleta del carbn, madera, aceite y otros combustibles derivados del petrleo (gasolina, propano, etc.). Aunque no tiene olor en s, generalmente ocurre en combinacin con otros gases producto de la combustin que s tienen olores caractersticos. La fuente principal de este gas son los motores de combustin interna. El CO es un gas asfixiante qumico, lo cual significa que reduce la habilidad de la sangre de transportar el oxgeno. La asfixia o sofocacin ocurre porque la sangre no transporta suficiente oxgeno al cuerpo. La inhalacin puede ocasionar dolor de cabeza, nusea, mareo, debilidad, respiracin rpida, prdida del conocimiento y muerte. La exposicin a este gas puede agravar enfermedades preexistentes del corazn y el sistema circulatorio. En altas concentraciones puede ser fatal rpidamente sin presentar sntomas significativos de aviso.

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Benceno: conocido tambin como benzol, de frmula qumica C6H6. Es un lquido incoloro de olor dulce, el cual se evapora en el aire rpidamente y es slo ligeramente soluble en agua. Es un producto sumamente inflamable. La mayora de la gente puede empezar a detectar el olor del benceno en el aire cuando est en concentraciones de 1.5 a 4.7 ppm (partes por milln) y en el agua cuando la concentracin es de 2 ppm. Una parte por milln equivale aproximadamente a una gota en 151,42 Litros. La exposicin a concentraciones mayores a los 1000ppm puede llevar a la inconsciencia y hasta causa la muerte. Este producto tambin puede ser absorbido por la piel y es txico si se ingiere. Fue descubierto y producido a partir del alquitrn. Hoy en da, la mayora del benceno se produce a partir del petrleo. Las fuentes naturales de benceno, entre las que se incluyen los gases emitidos por volcanes y los incendios forestales, tambin contribuyen a la presencia de benceno en el medio ambiente. La exposicin reiterada a altos niveles de vapores de benceno, pueden causar un efecto crnico que pueden llevar a desrdenes en la sangre y en la mdula, por lo tanto, el personal que realiza operaciones con productos que contienen benceno, deber respetar las normas para carga cerrada y trabajo con equipo de respiracin autnoma durante las operaciones de manipulacin de carga.

Tolueno: Tambin conocido como, Metilbenceno, Metilbenzol, Fenil-metano, con frmula qumica C6H5CH3. Su estado fsico es lquido similar al agua, incoloro y de olor agradable. Es la materia prima a partir de la cual se obtienen derivados del benceno; el cido benzoico, el fenol, el TDI (se utiliza para la elaboracin de poliuretano), colorantes, perfumes, TNT y detergentes. Se adiciona a los combustibles (como antidetonante) y como solvente para pinturas, revestimientos, caucho, resinas, diluyente y en adhesivos. En la inhalacin los vapores irritan el tracto respiratorio y causan mareos, dolores de cabeza, anestesia y detencin respiratoria. Si se produce contacto con la piel produce irritacin y sequedad de la misma. Al contacto con los ojos produce irritacin grave. Su ingestin causa nuseas, mareos, vmitos y prdida de la conciencia. No deben exponerse al producto las personas que tengan problemas en el sistema nervioso central o en el hgado. En caso de su inflamacin, como agentes extintores se puede utilizar polvo qumico seco, dixido de carbono, espuma para alcoholes, manto ignifugo. Se recomienda evitar usar agua en forma directa.

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cido Sulfhdrico: es un cido inorgnico de frmula H2S. En su estado natural es un gas; inflamable, incoloro, txico y su olor es el de la materia orgnica en descomposicin (huevos podridos). Se encuentra naturalmente en el petrleo crudo, gas natural y gases volcnicos. Tambin se puede encontrar en aguas pantanosas, lagunas o aguas estancadas, desages, estanques de harina o aceite de pescado, estanques de lastres, barcos pesqueros, etc. El cido sulfhdrico es extremadamente nocivo para la salud, bastan 20-50 ppm en el aire para causar un malestar agudo, por lo tanto, el aparato respiratorio es el principal afectado por la accin del mismo, siendo los primeros sntomas irritacin en la nariz, garganta y ojos. Sin embargo, a partir de los 50 ppm tiene un efecto narcotizante sobre las clulas receptoras del olfato y las personas afectadas ya no perciben el hedor. A partir de los 100 ppm puede producir la muerte. Como la densidad del sulfhdrico es mayor que la del aire se suele acumular en lugares bajos como pozos, fondos de bodegas, etc. A menudo se generan varios afectados, una primera vctima cae inconsciente y luego son afectados tambin todos los dems que van en su rescate sin el equipo de proteccin necesario. En caso de intoxicacin se recomienda llevar al afectado lo ms rpido posible a una zona despejada, con buena circulacin de aire fresco y aplicar oxgeno puro.

2.3.- Material Safety Data Sheet; Hoja de Datos de Seguridad del Material.

Una Hoja de Datos de Seguridad de Materiales es un documento que contiene informacin sobre los compuestos qumicos, el uso, el almacenaje, el manejo, los procedimientos de emergencia y los efectos potenciales a la salud relacionados con un material peligroso. Las MSDS contienen mucha ms informacin sobre el material de la que aparece en la etiqueta del envase. El fabricante del material prepara y redacta las MSDS correspondientes.

Existen 9 categoras de informacin que deben estar presentes en cada MSDS. stas son:

Identificacin qumica. Informacin sobre el fabricante. Ingredientes peligrosos. Propiedades fsicas y qumicas.

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Informacin sobre peligros de incendio y explosin. Informacin sobre su reactividad. Informacin sobre peligros a la salud. Precauciones para uso y manejo seguros. Control de la exposicin y proteccin personal.

Con el fin de asistir a la tripulacin del buque a prepararse para cargas txicas, IMO y SOLAS ha solicitado a los gobiernos, asegurarse que los buques llevan la Hoja de Datos de Seguridad del Material para cada carga a transportar. A continuacin, presentamos como ejemplo una MSDS del Tolueno. (Figura 3)

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Figura 3.- MSDS Tolueno

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En una correcta interpretacin, debemos tener claros algunos datos y conceptos que nos entrega la Safety Data Sheet.

United Nations Number: Nmero de identificacin y clasificacin como sustancia peligrosa, otorgada por la Organizacin de las Naciones Unidas y es el mismo en todo el mundo.

Boiling Point: Es aquella temperatura en la cual la materia cambia de estado lquido a gaseoso. Expresado de otra manera, en un lquido, el punto de ebullicin es la temperatura a la cual la presin de vapor del lquido es igual a la presin del medio que rodea al lquido.

Freezing Point: El punto de congelacin de un lquido es la temperatura a la cual la presin de vapor del lquido y del slido se igualan. ste se alcanza en una solucin cuando la energa cintica de las molculas se hace menor a medida que la temperatura disminuye; el aumento de las fuerzas intermoleculares de atraccin y el descenso de la energa cintica son las causas de que los lquidos cristalicen. Las soluciones siempre se congelan a menor temperatura que el disolvente puro. La temperatura de congelacin del agua pura es 0C.

Vapor Pressure: Es la propiedad que caracteriza la volatilidad (tendencia a producir gas) de un lquido. Se mide la presin de vapor cuando es alcanzado un equilibrio entre las molculas del lquido que estn pasando al estado gaseoso y las molculas gaseosas que estn volviendo al lquido, por lo tanto, corresponde a la presin que ejercen sobre la superficie del lquido las molculas gaseosas. La presin de vapor depende del lquido y la temperatura. En el caso de los hidrocarburos, la presin de vapor disminuye con el aumento de carbones. La presin de vapor es directamente proporcional a la temperatura.

Reid Vapor Pressure: Es un test de Presin de Vapor Reid (RVP), se utiliza para medir la volatilidad de los lquidos de petrleos. Se introduce una muestra de lquido en un contenedor a presin atmosfrica de manera que el volumen del lquido sea equivalente a la quinta parte del recipiente. Aqu se sella el contenedor y se introduce en un bao de agua, donde se calienta hasta alcanzar los 37.8 C. Despus el contenedor es sacudido para producir condiciones de equilibrio en forma rpida. El aumento de temperatura debido a la vaporizacin

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es ledo en un manmetro de presin conectado a l mismo. El resultado de presin da una aproximacin cercana a la presin de vapor lquido.

Vapor Density: La densidad de vapor, es el peso de un volumen de vapor o gas puro en relacin con el peso de un volumen equivalente a aire puro. Si el valor es menor a 1 el gas ser menos denso que el aire y tender a subir. En condicin inversa tender a almacenarse en las zonas ms bajas de una bodega o espacio confinado por ejemplo.

Solubility in Water: Capacidad de un material para disolverse en agua. Se expresa en gramos de sustancia disuelta en 100 gramos de agua a 20 C. Esta informacin es importante en la planificacin de la actuacin en caso de derrame y lucha contra incendio.

En funcin de la solubilidad se clasifican las sustancias como

< 0.1 Insoluble 0.1 - 1 Poco Soluble 1 - 10 Moderadamente Soluble

10 - 100 Bastante Soluble > 100 Muy Soluble

Flash Point: El punto de inflamacin es la temperatura mnima necesaria para que un material inflamable desprenda vapores que, mezclados con el aire, se inflamen en presencia de una fuente gnea, para volverse a extinguir rpidamente, flama no sostenida.

Flammable Limits: Lmites de concentracin superior e inferior de un gas inflamable, sobre o debajo de los cuales no ocurre propagacin de la llama en contacto con una fuente de ignicin. Los lmites inflamables son calculados a temperatura y presin ambiente en el aire.

Autoignition Temperature: Se denomina temperatura de autoignicin a la temperatura mnima, a presin de una atmsfera, a la que un gas inflamable o mezcla de aire-vapor en contacto con el aire arde espontneamente o es calentado en su superficie sin necesidad de una fuente de ignicin.

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Las concentraciones de toxicidad se miden en ppm, este dato se obtiene de las MSDS y se expresa como concentraciones mxima permisible CAMP (TLV), adems se expresa como tiempo promedio de exposicin (TLV-TWA).

CAMP: Concentracin ambiental mxima permisible. Se define como la cantidad de un txico que una persona puede inhalar durante 8 horas contnuas en 6 das a la semana, sin sufrir dao alguno.

Los valores mximos de concentracin de acuerdo al tiempo de exposicin se conocen por las sigla en ingls que se detallan a continuacin:

TLV Valor Lmite Umbral: Consiste en las concentraciones de aire desprendidas de sustancias bajo las cuales se considera que casi todos los empleados pueden estar expuestos todos los das, sin sufrir ningn efecto adverso. El TLV es un conjunto de pautas recomendables de exposicin, que se fundamenta en la experiencia y estudios industriales.

Existen tres diferentes tipos de TLV:

a) TLV-TWA Media Ponderada en el Tiempo: Abreviacin de "Threshold Limit Value - Time Weighted Average". Se refiere a la concentracin promedio en tiempo de exposicin, para un da laborable de 8 horas y una semana de 40 horas, a las que casi cualquier trabajador puede estar expuesto da tras da, sin efectos adversos.

b) TLV-STEL Lmite de Exposicin de Corta Duracin: Abreviacin de "Threshold Limit Value - Short Term Exposure Limit". Se refiere a un promedio ponderado de exposicin de 15 minutos que no debe ser excedido en ningn momento durante un da laborable, incluso si el tiempo promedio se encuentra dentro del TLV (valor lmite). Suplementa el TLV-TWA de 8 horas, para determinadas substancias que producen efectos agudos en exposiciones de poco tiempo a altas concentraciones.

c) TLV-C Valor Techo: Abreviacin de "Threshold Limit Value - Ceiling". Se refiere a una concentracin ambiental que no debe ser excedida ni siquiera por un instante.

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Las MSDS son un material de informacin de mucha importancia en el mbito Marino Mercante; ya sea para el personal que est expuesto a gases txicos o inflamables durante su trabajo, como tambin para implementar normas de seguridad efectivas para evitar daos a gran o pequea escala, esto mediante las listas de chequeo. Lo importante es que se d conocimiento y un uso estricto de esta informacin.

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CAPTULO III 3.- Equipos Porttiles Empleados a Bordo y su Utilizacin

3.1.- Oxmetro

El oxmetro es un instrumento destinado a medir porcentajes de oxgeno, ya sea en un espacio cerrado como en un estanque de carga. Es de vital importancia conocer en qu tipo de lugar nos encontramos, esto determinar si es posible ingresar en forma natural o se debe utilizar equipo de respiracin autnoma (E.R.A). Este tipo de equipo es empleado adems en faenas de inertizado o ventilacin de estanque en buques del tipo tanque, para medir concentraciones en gas inerte o nitrgeno.

Los analizadores de oxgeno se dividen, de acuerdo a sus tipos de sensores en:

Sensores Paramagnticos.

Sensores Electrolticos.

3.1.1.- Oxmetro con Sensores Paramagnticos.

El oxgeno es muy paramagntico, es decir, es atrado por los polos de un imn, pero no tiene ningn magnetismo permanente, mientras que la mayora de los otros gases comunes no lo son. Esta propiedad implica que el contenido de oxgeno puede medirse en una amplia variedad de mezclas de gases.

Un analizador de oxgeno de tipo paramagntico, tiene una clula de muestra, en la que un cuerpo liviano se suspende en un campo magntico. Cuando el gas de muestra es atrado a travs de la clula, el cuerpo suspendido experimenta un torque proporcional a la susceptibilidad magntica del gas. Un torque igual y opuesto se produce al pasar una corriente elctrica a travs de un arrollamiento de bobina, alrededor del cuerpo suspendido. La corriente igualadora es una medida de la fuerza magntica y, por ende, una medida de la susceptibilidad magntica de la muestra, relacionada a su contenido de oxgeno.

Las lecturas del analizador son directamente proporcionales a la presin en la clula de medicin. La unidad se calibra a una presin atmosfrica especfica y el menor error debido a las variaciones de presin atmosfrica puede corregirse si es necesario. Se debe suministrar muestras continuas al instrumento mediante presin

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positiva. No debern dirigirse a travs del analizador mediante presin negativa, ya que la presin de medicin luego se torna incierta.

3.1.2.- Oxmetro con Sensores de Electrolitos

El principio de funcionamiento de estos equipos, se basa en un sensor electroqumico para determinar la concentracin de oxgeno en el aire. El sensor es una clula galvnica compuesta de dos electrodos, (nodo y ctodo), ambos insertados en una solucin electroltica bsica.

Figura 4.- Esquema de Oxmetro con Sensor de Electrolito

Las molculas de oxgeno atraviesan la membrana hasta llegar a la solucin. Las reacciones entre el oxgeno, las soluciones y los electrodos producen una corriente elctrica (voltaje) proporcional a la concentracin de oxgeno. La corriente atraviesa el circuito elctrico e indica una seal resultante amplificada como una deflexin del puntero medidor en la lectura digital. Los voltajes de salida son constantemente monitoreados en especial sus variaciones, ya que pueden ser usados como interruptor de parada o ajuste de alarma. La medida normal atmosfrica, para efectos de mediciones es de 20.9 % de oxgeno, el resultado se expresa en porcentaje del volumen.

Los sensores de oxgeno, requieren calibraciones peridicas y reemplazo, debido al consumo del electrodo o el secado del electrolito.

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3.1.3.- Utilizacin del equipo

Estos equipos son de lectura directa y se debe calibrar slo en la altitud donde ser utilizado. El resultado aparecer directamente en la pantalla del instrumento.

La operacin de los medidores de oxgeno depende de la presin atmosfrica absoluta. La concentracin natural del oxgeno es una funcin de la presin atmosfrica a una determinada altitud. Dado que el porcentaje de oxgeno no vara con la altitud, el peso de la atmsfera en el nivel del mar es mayor y, por lo tanto, si se compara con altitudes mayores, hay una compresin mayor de molculas de oxgeno y de otros componentes del aire dentro de un determinado volumen.

A medida que la altitud aumenta, esta compresin disminuye, y tambin disminuye el nmero de molculas de aire comprimidas en un determinado volumen. De esta forma, un indicador de oxgeno calibrado en el nivel del mar y operado en una altitud de algunos millares de pies proporcionar medidas incorrectas, indicando una deficiencia de oxgeno en la atmsfera debida a una menor cantidad de esas molculas que son "empujadas" hacia el sensor. Por consiguiente, es necesario calibrar el equipo en la misma altitud donde ser utilizado.

Figura 5.- Diferentes Tipos de Oxmetros.-

(Fuente: Catlogo de Productos RKI Instruments)

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3.2.- Explosmetro

Equipo detector de gases de hidrocarburos en atmsferas con oxgeno, son aparatos para medir las concentraciones de gases y vapores inflamables. Permiten obtener resultados cuantitativos, pero no cualitativos, es decir, es posible detectar la presencia y concentracin de un gas o vapor combustible en una composicin de gases, pero no se pueden distinguir las diferentes sustancias presentes.

Estos equipos no detectan la presencia de neblinas explosivas, combustibles ni atomizadas como aceites lubricantes y polvos explosivos, debido a que estas mezclas son retenidas en un filtro de algodn. Si ellas entraran en el explosmetro, podran contaminar el catalizador de platino.

Su medicin es en base al porcentaje del Lmite Inferior de Explosividad (LEL o LIE). Para lo cual trae incorporada una escala, calibrada de 0% al 100%. Existen equipos que para lograr una mayor precisin tienen una segunda escala que va de 0% a 10%, (ambas referentes al LEL).

Figura 6.- Pantalla Explosmetro Anlogo.-

3.2.1.- Principio de Funcionamiento

La medicin del explosmetro, se basa en los indicadores de gas combustible, los cuales tienen una cmara interna que contiene un filamento que sufre combustin ante la presencia de un gas inflamable. Para facilitar la combustin, el filamento es calentado o revestido con un agente cataltico (como platino o paladio). El filamento forma parte de un circuito de resistencias balanceado conocido como Puente de Wheatstone.

En uno de los lados del puente, el aire a muestrear pasa sobre un filamento caliente. Si el aire contiene un gas o combustin y libera un calor adicional que aumenta la resistencia elctrica del filamento. El otro lado del puente contienede forma idntica, pero sin cambios en la corriente elctrica y la resistencia debido a las variaciones de la temperatura ambiente. El cambio que se produce en la variacin de la resistencia de la corriente elctrica en los presencia de gases combustibles. Estos cambios en la corriente elctrica se registran como porcentajes del LEL

Los resultados obtenidos se pueden interpretar

Cabe destacar,determinada sustancia

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Figura7: Circuito del Puente de Wheatstone

En uno de los lados del puente, el aire a muestrear pasa sobre un filamento caliente. Si el aire contiene un gas o vapor combustible, el filamento calentado produce combustin y libera un calor adicional que aumenta la resistencia elctrica del filamento. El otro lado del puente contiene un filamento semejante que estde forma idntica, pero sin corriente elctrica. Este filamento sellado anula todos los cambios en la corriente elctrica y la resistencia debido a las variaciones de la temperatura ambiente. El cambio que se produce en la variacin de la resistencia de la corriente elctrica en los filamentos, durante el paso del flujo de muestra, se debe a la presencia de gases combustibles. Estos cambios en la corriente elctrica se registran como porcentajes del LEL en el indicador del instrumento.

Los resultados obtenidos se pueden interpretar de la siguiente forma:

Figura 8: Ejemplos de Medicin con Explos

Cabe destacar, que los resultados obtenidos anteriormente se refieren a una determinada sustancia, utilizada tambin para la calibracin de los equipos.

Circuito del Puente de Wheatstone

En uno de los lados del puente, el aire a muestrear pasa sobre un filamento vapor combustible, el filamento calentado produce

combustin y libera un calor adicional que aumenta la resistencia elctrica del filamento. un filamento semejante que est sellado y se calienta

corriente elctrica. Este filamento sellado anula todos los cambios en la corriente elctrica y la resistencia debido a las variaciones de la temperatura ambiente. El cambio que se produce en la variacin de la resistencia de la

filamentos, durante el paso del flujo de muestra, se debe a la presencia de gases combustibles. Estos cambios en la corriente elctrica se registran

el indicador del instrumento.

de la siguiente forma:

Ejemplos de Medicin con Explosmetro.-

que los resultados obtenidos anteriormente se refieren a una utilizada tambin para la calibracin de los equipos.

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3.2.2.- Utilizacin del Equipo

Actualmente existen en el mercado diversos modelos de indicadores de gas combustible que presentan muchas modificaciones en la construccin, especialmente, en lo referente a la forma de captacin de la muestra que se va a analizar. Por ejemplo, el modelo RKI GP-204 (Fig. 9), tiene un bulbo aspirador para succionar la muestra, a diferencia de otros equipos, ms modernos que operan a travs de un proceso de difusin para conducir la muestra hasta la cmara de combustin.

Figura 9.- Explosmetros; anlogo y digital.-

(Fuente: Catlogo de Productos RKI Instruments)

3.3.- Detector de Gases de Hidrocarburos en Atmsferas Inertes

Este equipo es especializado y se utiliza solo en buques del tipo tanque; sirve para medir concentraciones de vapores de hidrocarburos en estanques que contengan gas inerte o nitrgeno, que transporten crudos o productos refinados del petrleo. Estos instrumentos son generalmente utilizados para operaciones de inertizado y ventilacin de espacios de carga. Las lecturas obtenidas se expresan como el porcentaje de vapor de hidrocarburos en el volumen y se registran como %V.

Figura 10.- Indicador Anlogo de Equipo Detector de Gases de Hidrocarburos en Atmsferas Inertes

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Es un equipo muy delicado y normalmente se comete el error de usarlo como explosmetro, es en esta situacin, donde el equipo se daa en forma automtica.

Los instrumentos utilizados para medir, el porcentaje de vapores de hidrocarburos en un gas inerte, son los Indicadores de Gas con Filamento Caliente No Cataltico (generalmente, se hace referencia a ellos como tankscope) y Medidores de ndices Refractarios. Los desarrollos en la tecnologa de deteccin de gases dieron como resultado la introduccin de instrumentos electrnicos con sensores infrarrojos que pueden cumplir la misma funcin.

Figura 11.- Equipo Detector de Gases de Hidrocarburos en Atmsferas Inertes

3.4.- Tubos Colorimtricos con Bomba Manual

Es probable que el equipo ms conveniente y adecuado para utilizar en la medicin de concentraciones muy bajas de gases txicos a bordo de buque tanques sea el tubo indicador qumico.

Consiste en un tubo de vidrio sellado que contiene un relleno propio, diseado para reaccionar con un gas especfico y proporcionar una indicacin visible de la concentracin de ese gas.

Figura 12.- Tubo Colorimtrico.-

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Existen alrededor de 200 diferentes tubos, para medir ms de 500 tipos de gases. Estos tubos se utilizan una vez y registran la informacin, por lo cual son desechables.

3.4.1.- Bomba Manual Detectora de Gas

La bomba manual de deteccin de gases se utiliza para mediciones puntuales en el lugar de trabajo con los tubos colorimtricos. Es el sistema ms universal y econmico de medidas puntuales de sustancias con la gran variedad de tubos colorimtricos disponibles.

A menudo hay que realizar mediciones en condicin extrema; arriba de una escalera, dentro de pozos o en lugares donde se requiere una proteccin respiratoria adicional. La bomba de deteccin de gases puede utilizarse fcilmente con slo una mano y permite realizar mediciones fiables en lugares de difcil acceso.

Es una bomba de fuelle con la cual se conduce la muestra de aire a travs del tubo colorimtrico, mediante la realizacin de una compresin. El cuerpo de la bomba consta de un fuelle que se oprime completamente para la medicin. Cuando el fuelle se libera, el aire es conducido automticamente y la muestra es aspirada a travs del tubo utilizado (100 c.c.). El proceso de medida finaliza cuando el cuerpo de la bomba se ha abierto totalmente, ste se controla en la bomba mediante un indicador de fin de compresiones.

Figura 13.- Bomba Manual Detectora de Gas.-

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3.4.2.- Utilizacin del equipo

Para utilizar este instrumento, en primer lugar, se debe comprobar la hermeticidad de la bomba (Fig.14).

1. Colocar un tubo sin abrir en el cabezal de la bomba.

2. Comprimir la bomba hasta el tope.

3. La hermeticidad de la bomba es adecuada, cuando transcurrido alrededor de 15 minutos, el indicador de contador de compresiones de la bomba aun marca cero.

4. Retirar el tubo sin abrir del cabezal de la bomba y presionar reset para colocar el contador en cero.

Figura 14.- Prueba de Hermeticidad Bomba Manual Detectora de Gas.-

(Fuente: Manual de Usuario Bomba Detectora de Gas Drger)

A continuacin, se deben preparar los tubos colorimtricos para su utilizacin, para lo cual debemos estar seguros del tipo de producto que vamos a medir;

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1. Para abrir los tubos existen dos formas:

Utilizando un cortador

Figura 15.- Cortador de Extremos de Tubos Colorimtricos.-

Introducir la punta del tubo en el orificio de la parte inferior de la bomba, presionar y girar contra el cortador de cermica existente en el interior hasta que se rompa. Luego repetir el procedimiento de la misma forma con la punta contraria del tubo colorimtrico.

Figura 16.- Cortador de Extremos Utilizando Bomba Manual.-

Una vez cortadas ambas puntas se debe introducir el tubo en la bomba con la flecha de indicacin hacia el equipo:

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Figura 17.- Forma Correcta de Introducir el Tubo Colorimtrico en la Bomba Manual.-

Se dirige un volumen indicado de mezcla de gas a travs del tubo, a la velocidad fijada por la velocidad de expansin de los fuelles. Ocurre un cambio de color a lo largo del tubo y la longitud de decoloracin, es la medida de concentracin del gas, se lee desde la escala graduada impresa en el tubo.

Es importante que todos los componentes utilizados para cualquier medicin provengan del mismo fabricante. No est permitido utilizar un tubo de un fabricante con una bomba manual de otro. Tambin es importante observar con atencin las instrucciones operativas del fabricante.

Debido a que la medicin depende de pasar un volumen de gas fijo a travs del tubo de vidrio, el uso de mangueras de extensin deber ser de acuerdo estricto con las instrucciones del fabricante.

Para cada tipo de tubo, los fabricantes deben asegurar las normas de exactitud asentadas en las normas nacionales. Los operadores de buque debern consultar a la administracin, bajo de la bandera que se encuentran, para recibir asesoramiento sobre el equipo aceptable.

3.5.- Equipos Detectores de Diferentes Tipos de Gases

Cada vez ms, en las embarcaciones mercantes se utilizan detectores porttiles para distintos tipos de gases, con la finalidad de proteger a la tripulacin de los peligros causados por varios gases txicos e inflamables. Generalmente la configuracin ms comn de estos instrumentos, es la deteccin de gases combustibles, monxido de carbono, sulfhdrico y deficiencia de oxgeno.

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Figura 18.- Visores Equipos Multigases.-

(Fuente: Catlogo de Productos RKI Instruments) Los equipos multigases normalmente utilizan 3 sensores para detectar hasta 4 gases, un sensor cataltico para gases combustibles, un sensor electroqumico para oxgeno y un sensor electroqumico dual de alto rendimiento para monxido de carbono y sulfhdrico, asegurando una proteccin extraordinaria para el usuario.

La deteccin de estos cuatro gases cubre las aplicaciones en distintos tipos de naves, independiente del tipo de carga que transporte. Para formar una parte integral del sistema de seguridad en estas naves, el instrumento elegido debe ser duradero, compacto, ligero y fcil de usar. Una vez que se ha establecido la configuracin de gases, se debe considerar el tipo de instrumento que se va a precisar.

Figura 19.- Equipos Multigases.-

(Fuente: Catlogo de Productos RKI Instruments) Con el pasar de los aos las exigencias de la industria mercante han obligado a los fabricantes a sofisticar sus productos.

Generalmente los instrumentos porttiles funcionan de forma bidimensional, puesto que detectan gas y avisan al usuario y a quienes se encuentren prximos con

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alarma acstica, ptica y vibratoria. Este ha sido el estndar en la industria durante muchos aos, pero ahora se aplica un tercer sistema; Alarma de hombre inmvil, una caracterstica exclusiva de algunos equipos ms modernos, la cual alertar cuando el usuario no se ha movido en los ltimos 20 segundos y si posterior a esto, no se detecta movimiento durante otros 10 segundos, alertar en forma auditiva a todos los que se encuentren en la proximidad.

3.5.1. Utilizacin Equipos Multigases Los equipos multigases debern someterse a pruebas con regularidad y de acuerdo con las instrucciones del fabricante.

El procedimiento para utilizar estos equipos es: primero, se debe medir el lugar a ingresar por medio de una manguera de extensin, la cual, en uno de sus extremos va en el equipo y el otro posee un filtro protector anti-impurezas de la bomba de aspiracin. Esta medicin se debe realizar en distintos puntos (alto, medio y bajo en el caso de espacios confinados).

Figura 20.- Equipo Multigases con Manguera de extensin y Filtro Anti-Impurezas.-

Una vez realizada las mediciones se puede hacer ingreso. Es aqu cuando es necesario siempre llevar consigo un equipo multigases porttil con el fin de detectar, cuando varen las condiciones de atmsfera en el interior del lugar donde nos encontramos.

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CAPTULO IV

4.- Diagrama de Explosividad

4.1.- Definicin

Desde sus inicios el transporte de hidrocarburos y sus derivados ha tenido como objetivo principal el operar en forma segura, para proteger la vida humana en el mar y cuidar el medio ambiente. Por lo cual, se determin mediante estudios, que en cualquier atmsfera con un porcentaje menor al 11% de oxgeno (O2) no es posible una combustin. En la actualidad, todo transporte de hidrocarburo se rige por el ISGOTT (Gua Internacional de Seguridad para Buque Tanques y Terminales de Petrleo), es aqu donde se establece que al transportar hidrocarburo se debe realizar con un porcentaje de oxgeno inferior al 8% dentro del estanque para una mayor seguridad. Actualmente se trabaja generalmente bajo el 4%. Con esta base todos los esfuerzos se abocan a lograr sto. La forma de conseguir una disminucin de oxgeno, en el caso de los buques tanques es mediante el llamado gas inerte, que es un gas o mezcla de gases en la que el contenido de oxgeno es tan bajo que es imposible la combustin. Este gas se puede obtener de la combustin de una caldera, de la exhaustacin de un motor de combustin interna, desde un generador independiente o desde un tanque de almacenamiento. Otro gas utilizado es el nitrgeno (N2), que se obtiene mediante una planta de tratamiento, en la cual se hace pasar aire comprimido de alta calidad, a travs de una torre que contiene carbn molecular. Este carbn tiene la propiedad de absorber las molculas de O2 que se ponen en contacto con su superficie. De esta forma, el fluido que se libera es Nitrgeno. Antes de llegar al grado de saturacin del carbn molecular se interrumpe el paso del aire y se reinicia el ciclo de generacin en una segunda torre, para lograr una mayor pureza. Este gas es utilizado de preferencia solo en los Buques Tanque Quimiqueros debido a la pureza de alguna de sus cargas (Metanol 99.85% de pureza al transportarlo) y a su alto costo para generarlo.

4.1.1.- Mtodo de Reemplazo de Atmsfera en un Estanque

Si la atmsfera total del tanque se pudiera reemplazar por un volumen equivalente de gas inerte, la atmsfera resultante en el tanque tendra el mismo nivel de oxgeno que el gas inerte que ingresa. ste no es el caso en la prctica. Para lograr el

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resultado deseado, se deber introducir al tanque un volumen de gas inerte equivalente a varios volmenes del tanque.

El reemplazo de la atmsfera de un tanque con gas inerte se puede lograr ya sea mediante el inertizado o mediante el purgado. En cada uno de estos mtodos predominar uno de estos dos procesos;

Dilucin: El mtodo de inertizacin por dilucin ocurre cuando el gas inerte que ingresa se mezcla con la atmsfera original del tanque y forma una mezcla homognea en el tanque. A medida que el proceso contina la concentracin del gas original disminuye progresivamente. Es importante que el gas entrante posea una velocidad de entrada, que le permita llegar al fondo del tanque. Para asegurar esto, se debe limitar la cantidad de tanques a ser inertizados en forma simultnea. Por exigencia SOLAS, los ventiladores de las plantas generadoras de gas inerte deben suministrar un caudal no menor al 125% del rgimen mximo de descarga del buque, si consideramos un estanque de 2800m3, un flujo mximo de descarga de 1250 m3/hora y como regla general de experiencia se requiere de 3 a 4 cambios de atmsferas para presentar una condicin segura. En forma estimativa requeriramos de aproximadamente 7 horas 15 minutos, teniendo en cuenta que se calcula con un solo estanque y la planta de gas inerte trabajando en condiciones ideales.

Desplazamiento: El mtodo de inertizacin por desplazamiento depende del hecho de que el gas inerte sea levemente ms liviano que los gases de hidrocarburo. De ese modo, a medida que el gas inerte ingresa por el cielo del tanque, los gases hidrocarburo, ms pesados, son desplazados hacia el fondo y se escurren por tuberas preparadas para tal fin. Para utilizar este mtodo es importante que el ingreso de gas inerte sea a una baja velocidad para que se pueda lograr una interfaz horizontal estable entre el gas que ingresa y el que sale. Este mtodo por lo general permite inertizar o purgar varios tanques en forma simultnea. Considerando las mismas condiciones mencionadas en el proceso anterior, estimando una tercera parte de capacidad de la planta de gas inerte y con un volumen de atmsfera a desplazar no mayor al 1.3 veces. Estimamos 7,0 horas, pero con la posibilidad de inertizar aproximadamente 3 estanques a la vez debido a la capacidad de los ventiladores.

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4.1.2.- Lmites de Explosividad

Para entender con mayor claridad un diagrama de explosividad, debemos conocer los llamados Lmites de Explosividad; estos definen las concentraciones mnimas LIE o LEL y mximas LSE o UEL del gas en mezcla con el aire, en las que son inflamables. Se expresan en porcentaje de volumen de mezcla vapor aire-combustible. Reciben tambin el nombre de lmites de inflamabilidad, ya que segn las condiciones de confinamiento, cantidad, intensidad de la fuente de ignicin y velocidad de la combustin, es comn que se inflame para despus dar paso a una explosin.

Los valores del lmite inferior y superior de inflamabilidad nos delimitan el llamado Rango o Zona de Inflamabilidad o Explosividad.

Figura 21.- Diagrama de Explosividad.-

4.2.- Lmite Inferior de Explosividad LIE, Lower Explosive Limit LEL

Se define como la concentracin mnima de vapor o gas en mezcla con el aire, por debajo de la cual, no existe propagacin de la llama al ponerse en contacto con una fuente de ignicin. El lmite inferior de explosividad est relacionado con el punto de inflamacin, de forma que este ltimo se puede definir tambin como la temperatura mnima a la cual la presin del vapor del lquido puede producir una mezcla inflamable en el lmite inferior de inflamabilidad. En otras palabras, la temperatura mnima a la que se puede producir una concentracin inflamable.

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4.3.- Lmite Superior de Explosividad LSE, Upper Explosive Limit UEL

Se define como la concentracin mxima de vapor o gas en aire, por encima de la cual, no tiene lugar la propagacin de la llama, al entrar en contacto con una fuente de ignicin. La prevencin de explosiones se puede conseguir operando fuera del rango de inflamabilidad en procesos con aire. Sin embargo, son ms seguros los procesos que se desarrollan por debajo del lmite inferior de explosividad, adoptando un factor de seguridad de 4 5 veces, que equivale a estar en el 25 20% del LIE, que los que se desarrollan por encima del lmite superior de explosividad, ya que en caso de fuga, prdida o disminucin de presin de trabajo podra aumentar el contenido de oxgeno y as situarnos dentro del campo de inflamabilidad. Debemos tener en cuenta que los LIE y LSE, van a depender de cada producto, a continuacin se detallan algunos gases con sus respectivos valores:

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4.4.- Interpretacin Diagrama de Explosividad

Figura 21.- Diagrama de Explosividad.-

Al momento de analizar el Diagrama de Explosividad o Inflamabilidad, debemos tener presente que a cualquier espacio al que se le agrega algn tipo de gas inflamable, ste pasa por tres etapas:

1) Etapa Baja en Gas Combustible : La mezcla baja en gas combustible, va desde el aire de la atmsfera (20.9 % de Oxgeno), hasta el lmite inferior de explosividad LIE. En esta zona es imposible una combustin, incluso, con la adicin de un medio calrico (chispa, golpe, luz, etc.), debido a la baja concentracin de gas.

2) Etapa Explosiva : Es la etapa que debemos evitar, se ubica entre los parmetros del Lmite Inferior de Explosividad LIE y el Lmite Superior de Explosividad LSE. Es en esta zona donde agregando una fuente de ignicin, se producir una llama sostenida, debido a la concentracin de gas combustible y oxgeno. De esta forma, se provoca una explosin, la cual dimensionada en el tamao de los volmenes de carga transportada provocarn grandes daos materiales e incluso vidas humanas que lamentar.

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3) Etapa Rica en Gas Combustible : En esta etapa nos encontramos fuera del rango de explosividad, debido a alta concentracin de gas inflamable, por lo cual no es posible una combustin inclusive agregando fuente de ignicin. No es comn trabajar en esta parte del diagrama, debido a que cualquier ingreso de aire, fuga de gas combustible o prdida de presin, provocara una baja en la concentracin de gases inflamables y de esta forma ingresaramos a la zona de explosividad, colocando en riesgo nuestra operacin.

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CAPTULO V

5.- Normativas, Mantencin y Calibracin de los equipos

5.1.- Normativas Vigentes

El manejo seguro de las operaciones a bordo de los buques mercantes, depende a menudo de la capacidad del operador, para determinar la composicin de la atmsfera en el ambiente o en un espacio cerrado.

En el caso de los buques tanque los operadores necesitan medir el oxgeno y las concentraciones de gases de hidrocarburo y de gases txicos en la atmsfera. Esto les permitir detectar la presencia de cualquier mezcla explosiva, vapores txicos y falta de oxgeno que puedan representar algn peligro.

Los buques tanque que cuentan con la instalacin de un sistema de gas inerte, tienen la necesidad adicional de medir el contenido de oxgeno del gas como parte del manejo seguro de atmsferas de tanques de carga.

El convenio SOLAS establece que los buques que transporten carga que presente la posibilidad de emisin de gases txicos o inflamables, o causantes de reduccin de oxgeno deben contar con un instrumento apropiado de medicin e instrucciones detalladas para su uso. Es aqu donde ISGOTT, por su parte menciona, para el caso de los buques tanque, debern tener como mnimo dos equipos de cada tipo, esto como resguardo en el caso de falla, necesidad de calibracin o mantencin.

Los instrumentos de medicin de gases presentes a bordo de un buque mercante, deben abarcar todas las aplicaciones necesarias establecidas por el operador. Los instrumentos debern ser apropiados para las tareas a las que se los aplica, y se debe instruir en cuanto al uso particular de cada instrumento y sus limitaciones. Los operadores de los instrumentos de medicin de gases deben recibir capacitacin para el uso correcto del equipo, hasta alcanzar un nivel de conocimiento acorde a las tareas que van a realizar y de esta forma aplicar una correcta interpretacin, garantizando a su vez una mayor seguridad.

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Por normativa en todo buque mercante, los pedimentos se deben realizar, por intermedio de catlogos (gua), entre los que tenemos; MARINE STORES GUIDE, tambin conocido como IMPA (INTERNATIONAL MARINE PURCHASING ASSOCIATION) y el SHIPS STORES CATALOG. Es en stos donde se codific toda clase de artculos y as poder estandarizarlo, en todo el mundo. La adquisicin de estas guas se realiza por intermedio de los proveedores del armador.

Figura 22.- IMPA, Gua para Adquisicin de Artculos.-

En el caso de los Equipos Porttiles de Medicin de Atmsferas, stos de igual manera se encuentran codificados, donde encontraremos caractersticas del equipo y fabricantes para elegir, todo esto en distintos idiomas.

Figura 23.- Gua para solicitar Equipo de Medicin de Gases de Hidrocarburos en Atmsferas Inertes.

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Figura 24.- Gua para solicitar Tubos Colorimtricos

Figura 25.- Gua para solicitar Equipo Multigas.-

5.2.- MANTENCIN DE LOS EQUIPOS

Todos los Buques de Pasaje y Tanqueros sobre 500 TRG, clasificados por los Convenios de SOLAS y MARPOL, deben cumplir con el Cdigo Internacional de Gestin de Seguridad (IGS).

El objetivo del Cdigo IGS es proporcionar un estndar internacional para la gestin y operacin segura del buque y para la prevencin de la contaminacin. En una de sus partes establece, que todo equipo porttil de medicin de atmsfera debe tener su Bitcora, donde se registrar: inspeccin, mantencin, calibracin y motivo al darlos de baja cuando corresponda. Todo esto con el propsito de formar un historial y as determinar la condicin de cada equipo.

Adems de los registros antes mencionados los equipos deben cumplir con una serie de exigencias, establecidas por SOLAS e ISGOTT. Todo esto asesorados siempre por el Manual del Fabricante de cada equipo.

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Efectuar calibracin una vez al mes: La precisin del equipo de medicin debe coincidir con los estndares especificados por el fabricante. El equipo debe tener un certificado de calibracin, con el cual se pueda comprobar, que corresponde a estndares internacionales reconocidos. Los procedimientos relativos de certificacin y calibracin forman parte del IGS (Cdigo Internacional de Gestin de Seguridad). Dichos procedimientos deben incluir la calibracin a bordo, segn las especificaciones del fabricante o enviar a tierra a una entidad competente cuando corresponda, ya sea durante un perodo de mantenimiento general del buque o cuando se considere que la precisin del instrumento se encuentra por debajo de lo especificado por el fabricante. Cada equipo debe ser entregado con un certificado de calibracin que muestre el nmero de serie del instrumento, la fecha de calibracin, el gas con el que fue calibrado y el mtodo de calibracin utilizado, adems de una referencia a estndares aplicables. Dichos certificados deben permanecer a bordo del buque.

Figura 26.- Set de Programacin y Calibracin de Equipos Multigases por el Fabricante.- (Fuente: Catlogo de Productos RKI Instruments)

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f

Figura 27.- Set de Calibracin de Equipos Porttiles a Bordo.-

En la calibracin de los instrumentos, se debe utilizar un gas adecuado para su uso. Cada equipo, en su manual de fabricacin, tiene indicado el gas a utilizar.

Figura 28.- Diferentes Tipos de Cilindros de Calibracin.-

1.- Equipo Multigases / 2.- Oxmetro / 3.- Explosmetro / . 4.- Gases de Hidrocarburos en Atmsferas Inerte.-

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El uso de un gas inadecuado para la calibracin de un instrumento, podra arrojar resultados errneos de lectura durante su operacin. Al momento de realizar una calibracin a bordo, ste debe indicar en su pantalla las mismas concentraciones de la etiqueta de los cilindros de gases, solo as nos aseguraremos de que el equipo se encuentre en perfectas condiciones para su utilizacin.

Figura 29.- Equipos Porttiles con Cilindros de Calibracin Respectivo.-

Programar certificacin anual de los equipos, debe ser realizado por empresa externa.

Chequear correcto funcionamiento del equipo antes y despus de utilizarlos.

Despus de su uso, limpiar el equipo de ser necesario cambiar filtros, utilizar slo los autorizados por el fabricante.

Verificar estado de las bateras, cambiarlas o cargarlas de ser necesario.

Almacenar y estibar en lugar seguro para evitar cadas producto de los balances.

Para los equipos que utilicen mangueras de muestreo, stas deben estar bien adujadas y guardadas junto con los equipos para as evitar prdidas y daos.

En caso que algn equipo presente fallas, dar de baja inmediatamente para programar su reparacin y no correr riesgo innecesario.

Los instrumentos pueden ser desarmados nicamente por personas capacitadas y certificadas para realizar dicha tarea.

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CAPTULO VI 6.- Conclusiones

Tras realizar esta investigacin, podemos concluir que es de vital importancia poseer los conocimientos adecuados, a la hora de enfrentarnos a situaciones riesgosas para nuestra vida. El saber que muchas veces por desconocimiento o irresponsabilidades, se cometieron errores que nos llevaron a lamentar vctimas fatales, por intoxicaciones o explosiones. Esto nos hace tomar conciencia que trabajamos en ambientes peligrosos.

Actualmente, tenemos una serie de herramientas a nuestro alcance, las cuales debemos aprovechar de mejor forma. Es el caso de las MSDS, la cual nos ayuda a detectar zonas de peligros, identificar origen y tipo de gas, empleo del equipo adecuado, precauciones a tener en cuenta y consecuencia al exponernos.

Es importante saber, que por reglamentacin, contamos con una serie de equipos porttiles de medicin de atmsferas a bordo, adems de equipo de calibracin y manual de usuario, los cuales son intiles, si no se les da un correcto uso.

Las normativas bajo las cuales nos desenvolvemos, tienen como nico objetivo nuestra seguridad.

Al hablar de seguridad, sabemos que es una gran cadena, de la cual el eslabn ms importante, lo constituimos, nosotros mismos. El valorar nuestras vidas, colegas y familias, por lo que debemos ser profesionales y responsables, a la hora de adquirir conocimientos respecto a operacin, mantencin, calibracin y uso de estos equipos. Slo de esta forma podremos formar conciencia, a bordo de nuestras naves y as evitar un aumento en el nmero de vctimas por este tipo de accidentes.

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CAPTULO VII 7.- Bibliografa

ISGOTT; International Safety for Guide Oil Tanquer & Terminal. Quinta Edicin, 2006.-

IMO: Inert Gas System Edicin 1990.-

SOLAS Safety Of Life At Sea Edicin 2009.-

HMT: Humboldt Marine Training. Cartilla de Familiarizacin con Buques Tanque.- Cartilla de Gas Inerte y Lavado con Crudo.-

IMPA: International Marine Purchasing Association Cuarta Edicin 2003.-

RKI: RKI Instruments Catalogo de Productos GX-2003.-

MSA Mine Safety Appliances Company. Manual de Mantenimientos de Equipos Porttiles de Medicin de Atmosferas.

Webgrafas

RKI Instrument, Gas Detection For Life www.rkiinstruments.com/

Mine Safety Appliances Company. www.msa.cl/

PORTADAComit EvaluadorDedicatoria

INDICERESUMENSummary

INTRODUCCIONCAPITULO I. HISTORIA Y EVOLUCION DE LOS EQUIPOS PORTATILES DE MEDICION DE ATMOSFERAS1.1.- Inicio en la Medicin de Atmsferas1.2.- Inexperiencias y Consecuencias1.3.- Evolucin de Equipos Porttiles

CAPITULO II. GASES PRESENTES A BORDO2.1.- Introduccin al Anlisis de Gases2.2.- Gases ms Comunes a Bordo y Precauciones al Tratarlos2.3.- Material Safety Data Sheet; Hoja de Datos de Seguridad del Material

CAPITULO III.- EQUIPOS PORTATILES EMPLEADOS A BORDO Y SU UTILIZACION3.1.- Oxmetro3.2.- Explosmetro3.3.- Detector de Gases de Hidrocarburos en Atmsferas Inertes3.4.- Tubos Colorimtricos con Bomba Manual3.5.- Equipos Detectores de Diferentes Tipos de Gases

CAPITULO IV. DIAGRAMA DE EXPLOSIVIDAD4.1.- Definicin4.2.- Lmite Inferior de Explosividad LIE, Lower Explosive Limit LEL4.3.- Lmite Superior de Explosividad LSE, Upper Explosive Limit UEL4.4.- Interpretacin Diagrama de Explosividad

CAPITULO V. NORMATIVAS, MANTENCION Y CALIBRACION DE LOS EQUIPOS5.1.- Normativas Vigentes5.2.- Mantencin de los Equipos

CAPITULO VI. CONCLUSIONESCAPITULO VII. BIBLIOGRAFIA