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Resumen En el presente proyecto se realizó un curso de capacitación de usuarios de calderas con el objetivo de dar cumplimiento al artículo 17. Capacitación, de la Norma Oficial Mexicana NOM-020-STPS-2011, Recipientes sujetos a presión, recipientes criogénicos y generadores de vapor o calderas- Funcionamiento- Condiciones de Seguridad. El curso está dirigido a todas las personas que trabajan en el diseño, construcción, instalación, operación y mantenimiento de las calderas y fue diseñado a partir de los elementos establecidos en las Normas Técnicas de Competencia Laboral que incluyen: principios de educación de adultos, teorías de aprendizaje, técnicas grupales, dominio de aprendizaje e instrumentos de evaluación. En el primer capítulo se hizo una revisión del proceso enseñanza- aprendizaje de los adultos para desarrollar un curso de capacitación y su material didáctico de buena calidad. En el segundo capítulo se definió toda la información teórica para el curso de capacitación a partir de la revisión bibliográfica y de la experiencia adquirida, donde se incluyen conceptos fundamentales, los procesos de transformación y reacción, operación y mantenimiento, entre otros. En el tercer capítulo se describe el proceso de elaboración del curso y el diseño del material didáctico. Finalmente se impartió el curso a una empresa que se dedica a la instalación, optimización y mantenimiento de calderas para su discusión y evaluación. Material didáctico para la capacitación de usuarios de calderas.
Factores a considerar en el manejo de una caldera. Propuesta y evaluación del manejo de una caldera. Códigos internacionales para las calderas. Es necesario determinar los niveles de aceptación de riesgo en la caldera además de las mediciones que se requerirán para lograrlo. Se requiere de un análisis de los riesgos que se puedan presentar y las medidas de seguridad para evitar dichos riesgos. Un análisis de riesgo no debe ser muy detallado, sin embargo, si debe existir un registro. Se deben considerar los siguientes puntos: Especificación de la caldera, de las condiciones de operación y del cuarto de caldera. Programa de operación y mantenimiento. Sistemas de seguridad, gestión y supervisión. Competencia de los trabajadores y capacitaciones. Periodos de revisiones. La mayor parte de esta información se encuentra en la documentación proporcionada por el fabricante de la caldera. Para poder regular todas las condiciones que afectan a una caldera, se han creado códigos internacionales para su diseño, construcción, instalación e inspección. La certificación ASME (Calderas y recipientes sujetos a presión Sec. I – Calderas de Vapor -) es a nivel mundial la más requerida, sin embargo algunos países han desarrollado sus propios códigos para la construcción de calderas, a continuación se mencionan algunas:
- Especificaciones de Inglaterra BS 1113. Especificaciones para el diseño y fabricación de plantas generadoras aquatubulares.
Durante todo el ciclo de vida de la caldera existen leyes y reglamentos por parte de las autoridades de cada país para inspeccionar cada etapa; en dado caso que no se tengan dichas leyes, se recomienda a la industria que se base en los códigos y especificaciones internacionales. En México existe la NORMA Oficial Mexicana NOM-020-STPS-2011, Recipientes sujetos a presión, recipientes criogénicos y generadores de vapor o calderas - Funcionamiento - Condiciones de Seguridad, cuyo objetivo es establecer los requisitos de seguridad para el funcionamiento de los recipientes sujetos a presión, recipientes criogénicos y generadores de vapor o calderas en los centros de trabajo, a fin de prevenir riesgos a los trabajadores y daños en las instalaciones. Dicha ley rige en todo el territorio nacional y aplica en todos los centros de trabajo en donde funcionen recipientes sujetos a presión, recipientes criogénicos y generadores de vapor o calderas. La vigilancia del cumplimiento de la Norma corresponde a la Secretaría del Trabajo y Previsión Social. Dentro de la NOM-020-STPS-2011 en el capítulo 17 se establece que los trabajadores que realicen actividades de operación, mantenimiento, reparación y pruebas de presión o exámenes no destructivos a equipos, deberán recibir entrenamiento teórico-práctico, según aplique, para: a) Definir e interpretar los conceptos siguientes:
- Presión y temperatura de diseño y de operación;
- Presión de trabajo máxima permitida;
- Presión de calibración;
- Capacidad volumétrica, en el caso de recipientes sujetos a presión y recipientes criogénicos;
- Capacidad térmica, en el caso de generadores de vapor o calderas;
- Dibujos o planos de los equipos, cortes principales del equipo, detalles relevantes, acotaciones básicas y arreglo básico del sistema de soporte;
- Sistema de señalización para los equipos y tuberías;
- Instrumentos de medición;
- Dispositivos de relevo de presión;
- Valores de los límites seguros de operación, y
- Transitorios relevantes; b) Identificar las características de toxicidad, inflamabilidad y reactividad del fluido o fluidos manejados en el equipo; c) Reconocer y atender los riesgos generados por la presión y temperatura de los fluidos en el equipo; d) Mantener dentro del valor establecido los límites de operación del equipo y de cualquier dispositivo de relevo de presión o elemento de seguridad, así como de aquellas variables que los puedan afectar; e) Aplicar los procedimientos de operación, revisión, mantenimiento, reparación, alteración y pruebas de presión o exámenes no destructivos de los equipos, según aplique; f) Aplicar los procedimientos de revisión de los dispositivos de relevo de presión, elementos de seguridad e instrumentos de control, según aplique, incluyendo las operaciones de paro de emergencia, y g) Controlar los cambios de las condiciones de operación del equipo y/o de los fluidos que manejen. En este trabajo se realizó el material didáctico necesario para la capacitación de todas aquellas personas que trabajen cerca de una caldera con el objetivo de mantener una óptima seguridad en la
Capacitación La capacitación es el proceso de aprendizaje al que se somete una persona a fin de obtener y desarrollar la concepción de ideas abstractas mediante la aplicación de procesos mentales y de la teoría para tomar decisiones no programadas. La capacitación se ha convertido para muchas empresas en una de sus principales herramientas para no sólo mejorar y eficientar sus proceso productivos, sino también para insertarse de mejor manera en un mercado cada vez más competitivo. En México el derecho a la capacitación fue originado en la reforma publicada en el Diario Oficial de la Federación el 9 de enero de 1978, el cual se deriva de la fracción XII del artículo 123 apartado A, de la constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos, el cual establece que: “Las empresas, cualquiera que sea su actividad, estarán obligadas a proporcionar a sus trabajadores, capacitación o adiestramiento para el trabajo”. Estos preceptos serían retomados por la legislación secundaria y fue así que se adicionó en la Ley Federal del Trabajo el capítulo III bis con los artículos 153–A a 153–X que tratan de la capacitación y adiestramiento de los trabajadores. Dicha Ley establece que: “Todo trabajador tiene el derecho a que su patrón le proporcione capacitación o adiestramiento en su trabajo que le permita elevar su nivel de vida y productividad…”. Consecuentemente todas las empresas públicas o privadas tienen como obligación el proporcionar a sus trabajadores capacitación. Los objetivos de la capacitación y el adiestramiento se encuentran determinados en el artículo 153-F de la Ley Federal del Trabajo, siendo los siguientes: Actualizar y perfeccionar los conocimientos y habilidades del trabajador en su actividad, así como proporcionarle información sobre la aplicación de la nueva tecnología en ella.
Preparar al trabajador para ocupar una vacante o puesto de nueva creación. Prevenir riesgos de trabajo. Incrementar productividad. Mejorar las aptitudes del trabajador. Para el proceso de la elaboración de la capacitación se tomaron en cuenta las Normas Técnicas de Competencia Laboral (NTCL) que presentan los parámetros que permiten evaluar las competencias de un individuo en la función de la capacitación, entendiendo por ello el diseño de cursos y sus instrumentos de evaluación; el diseño de material didáctico; la impartición de cursos; y la evaluación, tanto del aprendizaje como del proceso. Dichas normas las mantiene vigentes el Consejo Nacional de Normalización y Certificación de Competencias Laborales (CONOCER). El CONOCER es una entidad paraestatal del gobierno federal mexicano, sectorizada en la Secretaría de Educación Pública, con participación tripartita, que preside el Secretario de Educación Pública y que además cuenta con la participación de las Secretarías de Trabajo, Economía, entre otras por parte del gobierno federal, cuya misión es impulsar el desarrollo continuo de los trabajadores, mediante la evaluación y certificación de sus conocimientos, habilidades y destrezas, tomando como base los estándares de calidad que deben cubrir en su desempeño. Para determinar los elementos de la capacitación se tomaron en cuenta las Normas Técnicas de Competencia Laboral “Impartición de cursos de capacitación presenciales” y “Diseño de cursos de capacitación presenciales, sus instrumentos de evaluación y material didáctico”; el procedimiento se señala a continuación: 1 Preparación de las sesiones del cursos de capacitación
conscientes de que podemos tener operando estos equipos muy cerca de nosotros. No existe una definición universal de una caldera, una persona se puede confundir fácilmente con las diferentes definiciones. En general una caldera es un contenedor al cuál se le alimenta agua, y que por la aplicación de energía, el agua absorbe calor. En términos técnicos una caldera se define como un recipiente cerrado sujeto a presión donde el agua o cualquier otro líquido son calentados para un uso externo a través de la transferencia de calor producido por la energía de combustión, energía eléctrica o energía solar. Existen muchos tipos de calderas, y con los avances tecnológicos se han convertido en equipos totalmente automáticos; las calderas modernas se han equipado con sistemas de control y programas computarizados de tal forma que una persona puede operarlas desde su computadora personal. Sin embargo toda esta operación automática no garantiza que se eliminen en su totalidad los peligros de explosión. Los accidentes causados por las calderas todavía ocurren, causando no solamente pérdidas materiales, sino también pérdidas de vidas humanas. Las calderas son utilizadas en todas partes, en edificios de oficina, en centros comerciales, en fábricas, en plantas industriales e incluso en residencias. Las calderas pueden generar vapor o agua caliente dependiendo de sus características; el vapor se utiliza para producir energía eléctrica, para esterilización o limpieza y en general para proporcionar energía térmica para cualquier proceso. Por otro lado, el agua caliente se utiliza para calefacción de edificios, abastecimiento de agua potable y otras aplicaciones en diferentes procesos. La tecnología completa de las calderas comprende transferencia de calor, termodinámica, tecnología de combustión y principios de ingeniería mecánica. Así mismo todas las calderas trabajan bajo presión, por lo que
siempre existe el peligro latente de una explosión. Para proteger a las personas de los peligros de una caldera, las autoridades gubernamentales alrededor del mundo verifican e inspeccionan leyes, reglamentos, procesos de diseño, de fabricación, de inspección y de reparación. Factores de riesgo Los accidentes ocasionados por la explosión de calderas han causado pérdidas económicas, daños en las plantas e incluso muertes. Estos accidentes son el resultado de diferentes problemas tales como defectos en el diseño de calderas, mala ubicación de los equipos, instalaciones de poca calidad o programas de operación y mantenimiento deficientes. Como encargado del área de trabajo, se tiene una responsabilidad en el manejo de todos los riesgos existentes relacionados a la caldera. En una instalación, por ejemplo, se debe tomar en cuenta en todo momento la seguridad en todos los aspectos. Una caldera eficiente, rentable y segura es un equipo primordial en muchos sectores de negocio, y el tiempo perdido debido a la falla de un generador de vapor puede tener efectos negativos en la producción, en la planta industrial, y en los trabajadores. Para prevenir convenientemente el riesgo de explosión en calderas, es fundamental el conocer los orígenes de las citadas explosiones, de las que destacan las siguientes: Defectos del proyecto, diseño o instalación. Pérdidas de agua dentro de la caldera Impurezas en el agua de alimentación y mala limpieza de la caldera Exceso de presión dentro de la caldera Regulación defectuosa de la llama o de la combustión
Realmente el sistema de una caldera es mucho más complejo, por ejemplo, el quemador es un equipo con muchas válvulas, controles, elementos de seguridad, tubería y equipos de combustión. El quemador está diseñado para tener la máxima eficiencia posible. Los mismos principios son aplicados a todos los sistemas dentro de la caldera, tales como el sistema de vapor, el sistema de purga, y el sistema de los gases de combustión. La eficiencia de la caldera es el resultado de la suma de todas las eficiencias de cada sistema. Existen muchos tipos de caldera pero el objetivo principal de todas es trabajar a la máxima eficiencia posible. Termodinámica. La generación de vapor es el proceso de convertir agua en vapor y el principio básico dice que cuando el agua se calienta hasta 100°C a una presión atmosférica, esta se convierte en vapor. El calor necesario para elevar la temperatura del agua hasta el punto de ebullición se llama entalpía, o calor contenido, y en la figura 1.2 podemos ver que en la medida que calentamos el agua la temperatura aumenta hasta convertirse en vapor, a esto se le llama calor sensible, pero una vez que se llega al punto de ebullición la temperatura se mantiene igual aunque se siga calentando y esto se debe a que esa energía se está utilizando para convertir el líquido en vapor, a esta energía se le llama calor latente. Por lo tanto el calor necesario para convertir el agua líquida en vapor será igual a la suma del calor sensible y del calor latente. En la figura 1 se muestra una vista seccional de una caldera típica de tubos de humo. Los gases calientes del quemador pasan por el hogar y los tubos para salir por un ducto de gases que lleva a la chimenea. El
agua se calienta por la transferencia de calor del humo en los tubos y se mantiene en el recipiente a cierta presión. Proceso de enseñanza-aprendizaje de los adultos. El aprendizaje de los adultos Cranton (1992b) postula que intentar delinear las características de aprendiz adulto es muy parecido a describir las características de cualquier otro grupo de adultos. A pesar de que existe gran diversidad entre la gente, hay ciertas áreas comunes que se pueden relacionar con su aprendizaje. Sugiere Cranton que las carácterísticas del aprendiz adulto se pueden clasificar en dos grandes categorías: las características personales y las afectivas. Entre las caracteísticas personales se destacan , la personalidad particular de cada individuo, su cultura, la filosofía y
En cuanto al supuesto de autodirección que se presenta en el modelo andradógico, Brookfield (1986) concurre que el adulto debe ser tratado como un ser autodirigido ya que éste así lo prefiere. Sugiere entonces, que el proceso de enseñanza aprendizaje se desarrolle de manera tal que se promueva la autodirección de los aprendices. Según Houle (1980), los adultos, al poseer características e intereses particulares, tienen motivaciones diferentes al participar en los diversos programas educativos. Por tal razón, sugiere que existen tres subgrupos de aprendices adultos: (1) los que están orientados a las metas – participan en los programas educativos para lograr ciertos objetivos específicos, (2) los que están orientados a las actividades – se interesan por las actividades que se realizan y (3) los que están orientados al aprendizaje – buscan adquirir nuevo conocimiento. Como se puede apreciar existe una relación importante entre los procesos de enseñanza aprendizaje y las características del aprendiz adulto. El modelo educativo que se desarrolle con los aprendices adultos debe estar dirigido a facilitar que la experiencia de aprendizaje del adulto sea un proceso autodirigido y que el educador sea un facilitador de este proceso. El proceso de educación del adulto La educación de adultos es un conjunto de procesos de aprendizaje, por medio del cual las personas cuyo entorno social considera adultos, desarrollan sus capacidades. Smith (1998) destacó que la educación de los adultos es la disciplina que consiste de profesionales dedicados que fundamentan su práctica en la teoría, acumulan y comparten el conocimiento y las necesidades particulares de su clientela. La educación de adultos tiene como propósito desarrollar la autonomía y el sentido de responsabilidad tanto de las personas como de la
comunidades. Esto se logra al reforzar la capacidad de hacer frente a las transformaciones de la economía, la cultura y la sociendad en su conjunto. A su vez, el promover la coexistencia, la tolerancia y la participación consciente y creativa de los ciudadanos en su comunidad son parte de las finalidades de la educación de adultos. En otras palabras, se propone entregar a la gente y a las comunidades el control de su destino y de la sociedad para afrontar los desafíos del futuro y cumplir el propósito de la educación de adultos (ONU, 1997). Provee para atender los retos de la tecnología, la economía mundial, la globalización, aspectos variados de la demografía poblacional, la contaminación ambiental, la escasez de recursos naturales, el multiculturismo, la inmigración y los problemas reales de analfabetismo. Además, atiende todos los aspectos relacionados con la educación en servicio de las distintas profesiones y ocupaciones (Rachel, 1989). Independientemente del escenario en el cual se desarrolla la educación de adultos, se han identificado unos modelos educativos que facilitan este proceso. Entre los autores que se destacan por haber desarrollado estos modelos educativos para la educación de adultos se encuentran Knowels (1980) y Cross (1981). Knowels (1970) inspirado en los trabajos realizados por Lindeman (1926) introdujo el concepto de andragogía en la educación estadounidense. En el modelo andragógico, los adultos no son percibidos como estudiantes, sino como aprendices. El responsable de ayudar a los adultos a aprender no se concibe como emisor o administrador del conocimiento y destrezas, sino como un facilitador que promueve la autodirección en el proceso de enseñanza aprendizaje. El modelo andragógico se fundamenta en las características que posee el aprendiz que participa de la educación de adultos. Sostenían Knowels (1980), que el modelo pedagógico otorga al maestro la responsabilidad de todas las decisiones en torno al aprendizaje y coloca al aprendiz en
Proveer oportunidades para que los estudiantes apliquen el aprendizaje a sus vidas. Incorporar actividades que estimulen al aprendiz a reflexionar en torno a sus experiencias objetivamente y aprender de ellas.
- El adulto atraviesa por unas etapas o tareas de desarrollo que lo orientan para aprender. Los objetivos del programa deben establecerse por mutuo acuerdo con los aprendices. El currículo debe estar organizado para cumplir las expectativas reales de los aprendices y no de la institución. En el grupo de estudio deben tomarse en consideración las diversas tareas del desarrollo que vivan los adultos. Para algunos aprendices, los grupos homogéneos son más afectivos, otros aprendices prefieren los grupos heterogéneos.
- El adulto desea aplicar inmediatamente los conocimientos que va adquiriendo y su orientación al aprendizaje cambia de una enfocada a las asignaturas a una enfocada a las tareas y los problemas. Los educadores deben estar atentos a las particularidades de los aprendices y desarrollar experiencias de aprendizaje, tales como los contratos y proyectos que atienden las mismas. La organización de la secuencia del aprendizaje para el adulto debe responder a las áreas problemáticas con las cuales éste se confronta y no meramente con la materia de enseñanza.
- El adulto es motivado a través de incentivos internos y de su curiosidad.
El aprendizaje que se genera debe promover la estimulación del aprendiz para la búsqueda del conocimiento como por ejemplo proveer técnicas para experimentar, proyectos para inquirir y estudios independientes. La evaluación del aprendizaje debe fundamentarse en la recopilación de evidencia válida que lleve a cabo el aprendiz junto a sus pares, facilitadores y expertos. Los primeros dos supuestos, presentan a los adultos como entes independientes, que pueden autodirigir su crecimiento y desarrollo. Su identidad surge de las experiencias personales vividas y únicas para cada individuo. Por lo tanto, facilitar la experiencia de aprendizaje requiere conocimiento acerca de las metas y las necesidades individuales de los participantes. Tanto en el tercer como en el cuarto supuesto del modelo andradógico, Knowles (1984) presenta el entendimiento del aprendizaje del adulto desde la perspectiva del desaroollo psicosocial del individuo. Enfatiza el autor que los humanistas destacan que existe una tendencia natural en las personas para aprender y que ésta emana si se provee un ambiente estimulante y de aceptación. Por lo que sugiere que ayudar al aprendiz a pensar en qué es lo que desea aprender, cómo y cuándo lo aprenderá son parte fundamental del modelo. El modelo andradógico ha provocado controversias y debates folosóficos. Sin embargo, Knowels (1984) aclaró que en escencia la andragogía emana de premisas de la filosofía humanística. Mediante el modelo andradógico se promueve que se haga un esfuerzo para ayudar a las personas a desarrollarse y a evolucionar hacia la realización de sus potencialidades. Se busca extender la dimensión tanto afectiva como intelectual de los individuos (Cranton, 1992). Brookfield (1986) enriquece el concepto de la autodirección al señalar que el aprendizaje del adulto es m’as productivo cuando:
