ES2975940B2 - Equipo de aire respirable para las cabinas de las gruas del puerto y metodo de funcionamietno del mismo - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓN
EQUIPO DE AIRE RESPIRABLE PARA LAS CABINAS DE LAS GRÚAS DEL PUERTO Y
MÉTODO DE FUNCIONAMIENTO DEL MISMO
Sector técn ico
La presente invención se engloba dentro del sector portuario, y se refiere particularmente a las medidas de seguridad para un operario de una grúa de puerto, y más particularmente se refiere a un equipo que garantiza la seguridad del operario proporcionándole un caudal de aire respirable incluso cuando el sellado de la cabina es defectuoso,
Estado de la técnica
Cuando los buques portacontenedores entran en el puerto, una serie de grúas se encargan de descargar en el muelle los contenedores que éstos transportan.
La labor de descarga la realizan los gruistas desde una cabina que se encuentra situada a más de 50 metros de altura. La cabina está aislada del exterior, podría decirse que ‘'herméticamente’’ sellada, para que el humo que desprenden los buques no se filtre en su interior y no afecte a la respiración de los gruistas.
El problema reside en que estas cabinas, a pesar de ser nuevas, no se encuentran al 100% herméticamente selladas. Además, cuentan con puertas y ventanas que, en un descuido, el gruista puede dejar abiertas permitiendo la entrada del humo contaminante.
El humo que desprenden los barcos contiene CO (Monóxido de carbono) que es un gas muy peligroso aún en cantidades muy pequeñas (a partir de 25 PPM) por ser difícil de detectar a simple vista y porque puede ocasionar la muerte al ser inhalado. Su principal efecto es que se vehiculiza prioritariamente en los pulmones inhibiendo la presencia del oxígeno en la sangre, y por lo tanto al no haber oxígeno en las células portadoras las células destinatarias no lo obtienen de forma que se ralentizan sus funciones biológicas hasta producirse su muerte.
Para evitar esta situación el inventor de la presente invención ha diseñado un equipo capaz de suministrar aire respirable al interior de la cabina y también, en el caso de que por un sellado defectuoso u otro motivo en el ambiente del interior de la cabina se encuentre algún contaminante, proporcionar un caudal de aire respirable directamente al operario. El equipo cuenta además con sistemas de detección y aviso de parámetros de la calidad del aire. El equipo cuenta además con un sistema de comunicación de modo que se puede supervisar y controlar el estado de la calidad del aire de todas las grúas del puerto a distancia.
Explicación de la invención
El objetivo de la presente invención es el de superar los inconvenientes descritos en el apartado anterior y proporcionar un equipo que permita que la labor de los gruistas en las grúas de puerto se realice de forma segura garantizando que el aire que respiran esté libre de contaminantes independientemente del estado de la cabina de la grúa.
Para conseguir este objetivo, la presente invención proporciona un equipo de aire respirable para una cabina de una grúa de puerto, usualmente situada a gran altura respecto al suelo.
Usualmente la cabina de la grúa es una cabina herméticamente sellada, aunque en ocasiones y debido a algunos factores como la antigüedad, el tipo de uso o mantenimiento que se haya hecho a la grúa, o algún descuido en el cierre de la puerta o ventanas de la cabina, este sellado puede estar defectuoso y por lo tanto exponer al operario a un ambiente que puede ser nocivo para su salud. Por ello, el equipo de aire respirable objeto de la presente invención suministra aire limpio de contaminantes al operario de la cabina.
El equipo de aire respirable comprende en primer lugar un sistema de impulsión de aire hacia la cabina. el equipo de impulsión de aire impulsa el aire a través de un conjunto de dispositivos de filtrado que eliminan contaminantes y partículas que son potencialmente perjudiciales para la salud del operario si estas se encuentran en el ambiente en el que respira. Preferentemente, el equipo de aire respirable comprende al menos un filtro de eliminación de hidrocarburos, un filtro de carbón activo (para eliminar olores) y un filtro de partículas sólidas que se puedan generar en el filtro de carbón activo. Los sistemas de impulsión de aire y de tratamiento de aire se disponen preferentemente en un armario fabricado a medida instalado en la cabina.
Una vez el aire ha sido tratado en los dispositivos de filtrado, se dirige a través de un conducto hacia un difusor. Dicho difusor comprende al menos, dos vías de salida:
- Una primera vía de salida a través de una o más aberturas a través de las cuales el aire tratado es expulsado hacia la cabina de la grúa.
- Un segunda vía de salida a través de un conducto vinculado a una mascarilla, que el operario puede colocarse de modo que respira el aire tratado directamente, independientemente de las condiciones de sellado de la cabina. El hecho de disponer de una vía directa de aire respirable al operario es que si, por un problema de sellado de la cabina o de otro tipo, el ambiente de la cabina se llena de elementos contaminantes esto no perjudique a la salud del operario.
Los sistemas de impulsión de aire, sistema de tratamiento de aire y sistema de calentamiento de aire se disponen preferentemente en un armario instalado en la cabina de la grúa. Dicho armario está fabricado a medida para albergar y proteger los sistemas mencionados.
Opcionalmente, el aire impulsado por el equipo es susceptible de ser calentado mediante un sistema de calentamiento de aire, preferentemente media una resistencia eléctrica, con el fin de que el aire sea confortable en climas donde el ambiente es frio.
El equipo incluye también dentro de la cabina un conjunto de sensores susceptibles de medir parámetros que reflejan la calidad del aire y sistemas de aviso vinculados a dichos sensores cuyo objetivo es avisar al operario de que los parámetros mencionados se encuentran fuera de un rango predeterminado, suponiendo dichos valores fuera de rango un peligro para la salud del operario. Estos sensores son preferentemente un sensor del nivel de oxígeno y un sensor del nivel de monóxido de carbono.
El equipo incluye también botoneras para seleccionar el arranque y el paro del equipo, para seleccionar el modo de funcionamiento (aire a la cabina o a la mascarilla), para determinar el arranque o no del equipo de calentamiento del aire.
El equipo es susceptible de incluir también un sistema de comunicación para comunicar con un SCADA a través del cual es posible controlar los equipos de aire respirable de un conjunto de cabinas a desde un mismo punto, en un puesto de control externo a las cabinas de dichas grúas.
En la cabina se dispone, además, un cuadro eléctrico que incluye, al menos, los siguientes elementos:
- Un módulo de control
- Paramenta eléctrica
- Un panel que incluye un conjunto de botones y/o selectores de marcha/paro, aire frio/aire caliente, selector de la salida de aire, y opcionalmente un conjunto de indicadores del estado de funcionamiento del equipo.
- Opcionalmente, un dispositivo de comunicación inalámbrica.
El funcionamiento del equipo es el siguiente:
- El operario ejecuta el arranque del equipo mediante un botón de arranque.
- Arranca el sistema de impulsión, e impulsa el aire a través de los diferentes filtros, - El operario selecciona la entrada de aire frío o de aire caliente
- Si durante el funcionamiento se detecta que algún parámetro en el interior de la cabina excede un intervalo predeterminado, se enciende una señal de aviso.
- Una vez encendida la señal de aviso, el operario selecciona la vía de entrada de aire directamente al usuario a través de un conducto hacia una máscara de silicona. - Si durante el funcionamiento se detecta que algún parámetro en el interior de la cabina excede un segundo intervalo predeterminado, se enciende una señal de aviso que determina que el operario debe abandonar la cabina.
Descripción de los modos de realización preferente de la invención
A continuación, se describe en detalle un ejemplo de realización preferente de la invención
Como se ha explicado en el apartado anterior, el equipo de aire respirable comprende:
- Un sistema de impulsión formado por un compresor exento de aceite que comprende:
oUn secador de adsorción
oUn deposito
oUn motor eléctrico.
- Un purgador capacitivo.
- Un sistema de tratamiento del aire impulsado formado por:
oUn filtro de eliminación de hidrocarburos
oUn filtro de carbón activo
oUn filtro de partículas
- Un armario de acero inoxidable que incluye en su interior el compresor, el secador, los filtros y el purgador capacitivo.
- Un conjunto de sensores de gases presentes en el interior de la cabina, particularmente:
oUn sensor de CO y un display del nivel de CO para que el operario pueda controlar en todo momento el nivel de CO presente en el interior de la cabina
oUn sensor de O2
- Un cuadro eléctrico, que comprende
oUn PLC para comunicarse con el SCADA
oToda la paramenta eléctrica necesaria para el buen funcionamiento de los distintos dispositivos que conforman el equipo de aire respirable.
oBotoneras
■ Botón de marcha,
■ Botón de paro,
■ Selector de aire caliente/aire frio
■ Selector de la vía de entrada de aire a la cabina
■ Piloto de aviso de buen funcionamiento del compresor ■ Piloto de aviso de mal funcionamiento del compresor.
■ Piloto de aviso del exceso de CO en el interior de la cabina.
- Un difusor a medida, que comprende al menos dos salidas de aire, una salida de aire directamente al interior de la cabina, y una salida de aire a través de un conducto susceptible de vincularse a una mascarilla.
- Una resistencia eléctrica que calienta el aire que entra en la cabina.
- Una mascarilla de silicona susceptible de vincularse al conducto de salida de aire del difusor.
La instalación se compone de: El equipo de aire comprimido, el sistema de tratamiento de aire mediante un filtrado de este y el sistema de distribución de aire dentro de la cabina entre 1’2 y 1’4 bar de presión. El cual incluye la instalación de un equipo de calentamiento de aire.
El aire generado se distribuirá de dos maneras: Directamente en la cabina (conservando el aire tratado dentro de ella) o directamente en el operario (mediante una mascarilla de silicona, que el operario puede manipular de forma autónoma).
El operario entra en la cabina y activa los siguientes comandos del control de mandos, que se encuentra en la puerta del cuadro eléctrico:
□ Botón de "Marcha/ Paro’’ para encender/apagar el sistema.
□ Hay dos pilotos en la puerta, siempre uno de los dos se encenderá: Uno verde que indica que el compresor funciona correctamente y uno rojo que indica lo contrario.
□ Selector que permite elegir entre "Aire frio’’ y "Aire
caliente’’.
□ El piloto amarillo indica los niveles de CO en el ambiente
□ Selector que permite elegir entre "Aire libre a la cabina’’ o "Aire directo a la mascarilla’’.
□ En caso de elegir la segunda opción hay que conectar la mascarilla a una boquilla que conecta con la salida de aire hacia la mascarilla del difusor y cambiar de posición el selector.
Una vez el operario ha ajustado los comandos correctamente arranca el compresor, el cual se encuentra dentro del armario. Se trata de un compresor de pistón con cabezal exento de aceite especial para servicios sanitarios.
El aire comprimido se trata en un secador de adsorción, donde se seca hasta llevarlo a una temperatura de punto de rocío de -20°C, para eliminar totalmente la humedad presente en el aire respirable.
A continuación, el aire pasa por una batería de filtros en serie compuesta los tres filtros: El primero un filtro para la eliminación de hidrocarburos > 0,01 micra, el segundo, un filtro de carbón activo para la eliminación de olores y sabores, y el tercero, un filtro para la filtración de partículas sólidas que pueda generar el filtro anterior.
Una vez el aire ha sido tratado sale del armario a través de un conducto y se dirige al difusor pasando por la resistencia, la cual estará encendida (y calentará el aire) o no en función de si el operario ha elegido "Aire frio’’ o "Aire caliente’’ con el selector.
Cuando el aire llega al difusor sale por los orificios del mismo si el operario selecciona "Aire libre a la cabina’’, o ,si por el contrario, el operario selecciona "Aire directo a la mascarilla’’ el aire saldrá por la mascarilla.
Para controlar la calidad del aire en el interior de la cabina hay dos sensores. Se trata de 2 sensores que informan en tiempo real de la concentración de Oxígeno (de 0 a 25 %) y de Monóxido de Carbono (de 0 a 300 PPM) respectivamente. Disponen de una fotocélula de Zirconio y de dos o más electrodos, uno de los electrodos se encuentra en contacto con el gas a detectar, produciéndose una reacción Redox en dicho electrodo, lo que genera una corriente eléctrica cuyo valor es proporcional a la concentración del gas a medir.
Estos sensores envían los niveles de lectura de O2 y CO al PLC que hay en el cuadro eléctrico, y este, a su vez, a un sistema SCADA de la correspondiente terminal del puerto. En el caso de que los valores de CO recogidos sobrepasen los parámetros de control establecidos el sistema genera un aviso:
1) Si se supera el nivel de prealarma (>25PPM) se enciende el piloto que hay en la puerta del cuadro eléctrico y un zumbador emite una señal acústica interrumpida cada dos segundos que finaliza cuando el operario se pone la mascarilla. El piloto se apaga cuando el nivel de CO baja de 25PPM, indicando al gruista que ya puede retirarse la mascarilla.
2) Si el nivel de CO sigue aumentando y se supera el nivel de alarma (>70PPM) el piloto comienza a parpadear y el zumbador vuelve a emitir una señal acústica, pero esta vez, ininterrumpida y más elevada que la anterior, indicando al operario que debe abandonar la cabina hasta nueva orden.
En la cabina también hay un display que muestra el nivel de CO (PPM) presente en el ambiente. Para que el operario lo pueda visualizar.
El PLC también envía al SCADA la siguiente información:
- Si el operario pulsa el botón de "Paro/ Marcha’’ del equipo, y si se enciende un piloto de funcionamiento correcto del compresor o un piloto de mal funcionamiento del compresor.
- Estado de funcionamiento del purgador capacitivo. El sistema genera una alarma en caso de fallo.
- Estado de funcionamiento de la resistencia. El sistema genera una alarma en caso de fallo.
- Lectura de la presión atmosférica dentro de la cabina. El sistema genera una alarma en caso de que la presión exceda un intervalo predeterminado. - Lectura de la temperatura ambiente en el interior de la cabina. El sistema genera una alarma en caso de que la temperatura exceda un intervalo predeterminado.
Cada grúa cuenta con una cabina y, por tanto, con un sistema de aire respirable. Pero en el SCADA aparece la información de todas las grúas que cuenten con el equipo de aire respirable.
Claims (18)
1. - Equipo de aire respirable para las cabinas de las grúas del puerto que comprende:
- Un sistema de impulsión de aire hacia la cabina de la grúa.
- Un sistema de tratamiento del aire impulsado formado por:
oUn filtro de eliminación de hidrocarburos
oUn filtro de carbón activo
oUn filtro de partículas
- Un conjunto de sensores de gases presentes en el interior de la cabina.
- Un cuadro eléctrico instalado en la cabina, que comprende:
• Toda la paramenta eléctrica necesaria para el buen funcionamiento de los distintos dispositivos que conforman el equipo de aire respirable.
• Botones de marcha y paro;
caracterizado por que comprende un difusor del aire impulsado, que comprende, al menos, dos salidas de aire: una salida de aire directamente al interior de la cabina, y una salida de aire a través de un conducto susceptible de vincularse a una mascarilla;
donde el cuadro comprende una boquilla de salida de aire para la conexión de la mascarilla, y un selector de la vía de entrada de aire a la cabina;
y donde el sistema comprende además una mascarilla de silicona susceptible de vincularse al conducto de salida de aire del difusor.
2. - Equipo de aire respirable para las cabinas de las grúas del puerto, según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuadro incluye un controlador PLC.
3. - Equipo de aire respirable para las cabinas de las grúas del puerto, según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el sistema de impulsión de aire está formado por:
- Un compresor exento de aceite que comprende:
- Un secador de adsorción
- Un deposito
- Un motor eléctrico.
4. - Equipo de aire respirable para las cabinas de las grúas del puerto, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el sistema comprende un dispositivo de calentamiento del aire impulsado.
5. - Equipo de aire respirable para las cabinas de las grúas del puerto, según la reivindicación 4, caracterizado porque el cuadro del interior de la cabina comprende un selector de aire caliente o frio, susceptible de activar o desactivar el encendido del dispositivo de calentamiento de aire.
6. - Equipo de aire respirable para las cabinas de las grúas del puerto, según cualquiera de las reivindicaciones 4 o 5, caracterizado porque el dispositivo de calentamiento de aire consiste en una resistencia eléctrica susceptible de calentar el aire que entra en la cabina.
7. - Equipo de aire respirable para las cabinas de las grúas del puerto, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque comprende un armario de acero inoxidable que incluye en su interior el compresor, el secador, los filtros y el purgador capacitivo.
8.- Equipo de aire respirable para las cabinas de las grúas del puerto, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la cabina de la grúa comprende un sensor de CO.
9.- Equipo de aire respirable para las cabinas de las grúas del puerto, según la reivindicación 8, caracterizado porque el cuadro incluye un display del nivel de CO.
10.- Equipo de aire respirable para las cabinas de las grúas del puerto, según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9, caracterizado porque el cuadro incluye un piloto de aviso del exceso de CO en el interior de la cabina.
11. - Equipo de aire respirable para las cabinas de las grúas del puerto, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el cuadro incluye un piloto de aviso de buen funcionamiento del compresor.
12. - Equipo de aire respirable para las cabinas de las grúas del puerto, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el cuadro incluye un piloto de aviso de mal funcionamiento del compresor.
13. - Equipo de aire respirable para las cabinas de las grúas del puerto, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la cabina incluye un sistema de alarma acústico.
14. - Equipo de aire respirable para las cabinas de las grúas del puerto, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el cuadro comprende un zumbador.
15. - Equipo de aire respirable para las cabinas de las grúas del puerto, según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 14, caracterizado porque el cuadro incorpora una antena para conexión inalámbrica del PLC.
16. - Equipo de aire respirable para las cabinas de las grúas del puerto, según la reivindicación 15, caracterizado porque el PLC es susceptible de comunicarse con un sistema SCADA.
17. - Método de funcionamiento del equipo de aire respirable de la reivindicación 1 caracterizado porque comprende las siguientes etapas iniciales:
- Arranque del compresor mediante un botón de marcha.
- Comprobación del estado del compresor mediante un piloto luminoso.
- Selección de la temperatura del aire.
- Selección de la salida de aire del difusor, que por defecto es la salida de aire directamente a la cabina.
18. - Método de funcionamiento del equipo de aire respirable, según la reivindicación 17, caracterizado porque unos sensores de O2 y CO envían los niveles de lectura a un PLC que genera una señal de alarma un aviso si se sobrepasan los parámetros de control establecidos:
- Si se supera un nivel de prealarma (> 25 PPM de CO) se enciende un piloto amarillo que hay en la puerta del cuadro y un zumbador emite una señal acústica interrumpida cada dos segundos que finaliza cuando el operario selecciona de la salida de aire del difusor hacia la mascarilla y se la pone. El piloto se apaga cuando el nivel de CO baja por debajo del nivel de prealarma indicando al operario que ya puede seleccionar la salida de aire directo a la cabina y retirarse la mascarilla.
- Si se supera un nivel de alarma (> 70 PPM de CO) el piloto comienza a parpadear y el zumbador emite una señal acústica ininterrumpida y de un volumen mas elevado que en el nivel de prealarma, indicando al operario que debe abandonar la cabina.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2975940 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20240718 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2975940 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B2 Effective date: 20250313 |