Soldadura aluminotérmica

La soldadura aluminotérmica es un método generalmente utilizado para unir rieles de forma permanente. Este proceso exotérmico genera una reacción química (aprox. 2000 °C) que produce una unión fuerte y duradera. A continuación, se explica el proceso en detalle:

Preparación:

• Preparación de los rieles: Se cortan los extremos de los rieles para crear una superficie plana y perpendicular. Se eliminan el óxido, la grasa y la pintura de la zona de unión para asegurar una buena soldadura.
• Precalentamiento: Se precalientan los rieles para mejorar la fluidez del metal fundido y la calidad de la soldadura.
• Montaje del molde: Se coloca un molde refractario alrededor de la unión de los rieles. El molde está diseñado para contener el metal fundido y dirigirlo hacia la zona de soldadura.

Soldadura:

• Preparación de la mezcla termita: Se mezcla aluminio en polvo con óxido de hierro y aditivos especiales. Esta mezcla, conocida como termita, es la base de la soldadura aluminotérmica.
• Colocación de la carga: La mezcla de termita se coloca en un crisol dentro del molde. Se añaden otros materiales, como el acero de refuerzo, para mejorar la resistencia de la soldadura.
• Encendido de la reacción: Se inicia la reacción exotérmica mediante un dispositivo de ignición. La reacción libera una gran cantidad de calor, que funde el aluminio y el óxido de hierro.
• Vertido del metal fundido: El metal fundido se vierte en la zona de unión de los rieles, donde se solidifica y crea una unión permanente.

Enfriamiento y acabado:

• Se deja que la soldadura se enfríe lentamente para evitar la formación de grietas.
• Se retira el molde una vez que la soldadura se ha solidificado.
• Se elimina el exceso de metal y se alisa la superficie de la soldadura para que coincida con el perfil del riel.

RIESGOS DERIVADOS DE LA OPERACIÓN

QUEMADURAS

Existen varias actividades durante la operación de soldadura donde se pueden sufrir quemaduras de diferentes grados de gravedad:

• Rieles calientes (después de preparar los extremos de los rieles, después de la soldadura y el rectificado final).
• Secado del crisol de termita, preparación para su uso, durante su extracción después del toque o al removerlo en caso de falla.
• Durante el proceso de precalentamiento.
• Por equipos calientes como soplete de corte, precalentado, recortador de soldadura, zapatas de molde (al removerlas) y crisol.
• Por salpicaduras de metal fundido o caliente, que pueden ocurrir durante el toque manual o debido a condiciones anormales como derrames o expulsiones violentas del crisol si hay presencia de agua (porciones húmedas, crisol secado incorrectamente). Salpicaduras de escoria en recipientes de escoria húmedos.
• Por chispas generadas durante el corte de rieles, la reacción aluminotérmica y el rectificado de rieles.

INCENDIO

Los incendios pueden ocurrir como resultado de prácticas deficientes o un accidente y pueden involucrar vegetación en cercanía, durmientes de madera, basura, gases inflamables, combustible o equipos impulsados por combustible.

Las causas asociadas son:

• Partículas incandescentes generadas durante el corte de rieles, la reacción aluminotérmica y el rectificado de rieles.
• Salpicaduras de metal fundido o caliente.
• Por explosiones.
• Disposición incorrecta de escoria caliente o exceso de acero termita.
• Soldadura cerca de durmientes de madera.

EXPLOSIÓN

Las explosiones pueden ocurrir debido a una mala práctica y estar asociadas con:

• Uso incorrecto de gases inflamables (acetileno o propano).
• Contacto de metal fundido o escoria con agua como resultado de derrames de moldes o crisoles, o disposición incorrecta de escoria líquida o sólida caliente.

DAÑOS EN LOS OJOS

Pueden surgir lesiones en los ojos debido a diversas causas durante el proceso de soldadura:

• Fragmentación de balasto o durmientes de concreto debido al calentamiento brusco causado por salpicaduras de metal fundido o escoria, corte o precalentamiento descuidado, o durante el secado del crisol.
• Astillas de herramientas mal mantenidas.
• Fragmentos de escoria voladora durante la operación del crisol.

PROYECCIÓN DE OBJETOS

Pueden surgir riesgos debido a objetos que salen despedidos, como:

• Sujetadores de rieles durante su remoción y reemplazo.
• Protuberancias de soldadura en frío, trozos de molde durante su remoción.
• Discos de corte o piedras de esmeril rotas.

RUIDO

El riesgo de deterioro auditivo puede ocurrir durante el corte con disco, el recorte con cortafierro y el esmerilado de perfiles.

MEDIDAS DE PREVENCIÓN RECOMENDADAS

• Antes de iniciar las tareas, verificar el área inmediata y retirar cualquier material inflamable, teniendo en cuenta la dirección y la intensidad del viento.
• Eliminar la vegetación que esté próxima al lugar donde se realice la soldadura.
• Respetar el procedimiento y especificaciones del fabricante para la realización de este tipo de soldadura.
• Realizar un Análisis de Trabajo Seguro previo a la tarea.
• El personal que realice la soldadura debe estar debidamente capacitado y tener experiencia en el proceso.
• Emplear vestimenta y EPP adecuados: máscaras con filtros para soldadura, guantes de cuero de puño largo, polainas, campera de cuero, calzado de seguridad, lentes de seguridad, casco y protector facial.
• Comprobar el estado del molde y del crisol, eliminando cualquier impureza o humedad detectada.
• Comprobar la caducidad del material de soldadura antes de su utilización.
• Verificar el buen funcionamiento de los reguladores de presión y manómetros. Utilizar válvulas anti-retroceso y de corte por exceso de flujo.
• Garantizar que las pinzas cierren el molde correctamente de manera que no puedan producirse fugas de material fundido, y que los rieles quedan bien sujetos al mismo.
• Alejarse en el momento de la reacción. La ignición del material de aporte se debe realizar guardando la mayor distancia de seguridad a la boca, una vez cerrada la tapa. El retiro del crisol y los moldes se realizará una vez transcurrido el tiempo necesario de enfriamiento.
• Evitar que la escoria y restos de soldadura entren en contacto con agua, pueden provocar explosiones.
• Almacenar el material de soldadura en espacios cubiertos y secos, con buena ventilación y lejos de materiales inflamables.
• Depositar los residuos procedentes de la soldadura en lugares adecuados donde no puedan provocar incendios.  
• Mantener los materiales inflamables alejados y disponer de extintor en el frente de soldadura y una manta ignífuga para utilizar en caso de incendio de la indumentaria.
• En caso de realizar tareas de soldadura próximo a una vía operativa se debe aplicar las disposiciones de la operadora ferroviaria.

(1) termita encendida; (2) el metal fundido fluye dentro de un molde y (3) el metal se solidifica para producir una unión soldada.

Para mayor información visite https://www.goldschmidt.com/

Video del proceso: https://youtu.be/6KyZ4W6NfIs?si=YnOSHWCwBFRpecKc