Soldadura bajo el agua.

Corte bajo el agua y soldadura con el arco eléctrico

Advertencia

Es fundamental seguir estrictas precauciones de seguridad al realizar corte y soldadura bajo el agua. El soporte del electrodo y el cable deben estar debidamente aislados. Además, la corriente debe desconectarse antes de cambiar los electrodos, y el buzo debe evitar el contacto entre el electrodo y la pieza puesta a tierra para prevenir descargas eléctricas.

El corte de arco bajo el agua comparte similitudes con el corte con gas en el mismo entorno. Para ello, se requiere un flujo de oxígeno y aire comprimido que elimine el agua circundante al área de corte. Las antorchas de corte bajo el agua están diseñadas para conectar fuentes de oxígeno y aire a presión. Los electrodos utilizados pueden ser de carbón o metal, generalmente huecos, lo que permite la introducción del flujo de oxígeno en el cráter fundido generado por el arco.

Para este tipo de trabajo, la práctica común es emplear corriente continua con el electrodo conectado al polo negativo del generador de soldadura.

Técnica de corte bajo el agua

• Abrazadera de trabajo ( Work clamp )
• Cable de electrodo ( Electrode cable )
• Cable de trabajo ( Work cable )
• Fuente de alimentación ( Power supply )
• Pieza de trabajo ( Workpiece )
• Seccionador de seguridad de 200 A ( 200 A safety switch )
• Soporte de electrodo impermeable ( Waterproof electrode holder )
• Suministro de oxígeno ( Oxygen supply )
• Teléfono ( Telephone )

Figura: Disposición de la soldadura bajo el agua.

La antorcha utilizada en este proceso es completamente aislada con materiales especiales y emplea electrodos tubulares impermeabilizados y recubiertos de acero. Para el corte, se establece el arco y se introduce oxígeno a través del electrodo, facilitando la sección del metal.

Para lograr resultados óptimos, se recomienda una corriente de soldadura de 275 a 400 amperios al utilizar electrodos de acero, mientras que los electrodos de grafito o carbón requieren entre 600 y 700 amperios con un voltaje ajustado a aproximadamente 70 V.

Al iniciar el corte, el electrodo debe tocar la pieza de trabajo, activando la corriente y aplicando oxígeno a la presión adecuada. Se mantiene un ángulo de 90º con respecto a la pieza para garantizar la eficiencia del corte.

La presión de oxígeno debe calcularse en función de la profundidad de trabajo, sumando la profundidad (en pies) multiplicada por 0,445 a la presión requerida en corte al aire.

Ejemplo:

La presión normal predeterminada de oxígeno requerida para corte debajo del agua para un espesor de placa dada es la presión de corte normal requerida en el corta al aire normal mas la profundidad en pies multiplicada por 0,445. Como ejemplo, una placa de 57,15 mm (2 ¼ “) en corte normal al aire requiere 20 psi (138 kPa). Por lo tanto, a una profundidad de 3 m ( 10pies) bajo el agua, el siguiente resultado será alcanzado: :

20 + (10 x 0,445) = 24 psi (165 kPa)

NOTA : El rango permisible de caída de presión en la línea de gas es 10 a 20 psi (69 a 138 kPa) por 100 pies (30 metros ) de manguera.

Este proceso se asemeja a la soldadura de arco convencional, con algunas variaciones clave. El soporte del electrodo y los cables deben estar bien aislados para minimizar pérdidas de corriente y evitar electrólisis. Además, los electrodos recubiertos deben ser impermeables para evitar la descomposición del recubrimiento.

Existen dos categorías principales de soldadura bajo el agua:

1. Soldadura en ambiente húmero: Se utiliza principalmente para reparaciones de emergencia o salvataje. La calidad de estas soldaduras puede verse afectada por la humedad, la transferencia de calor y la visibilidad del soldador.
2. Soldadura en ambiente seco: Se realiza dentro de una cámara presurizada, lo que permite obtener soldaduras de alta calidad, cumpliendo con requisitos de inspección por rayos X y normativas de soldadura industrial.

Para garantizar seguridad y calidad en la soldadura bajo el agua, se deben seguir estas recomendaciones:

• Usar corriente continua con electrodo negativo (polarización directa).
• Asegurar una correcta conexión a tierra de la máquina de soldar.
• Emplear electrodos impermeabilizados de 4,8 mm a 5,6 mm de diámetro.
• Aumentar la corriente en un 13 a 15% por cada 15 metros de profundidad adicional.
• Utilizar técnicas de "toque" para estabilizar el arco y mejorar la calidad del cordón de soldadura.

En la soldadura con hábitat presurizado, se emplean sistemas de control de presión para igualar la presión interna con la del agua circundante.

En este proceso se usa una antorcha especial equipada con un tubo que permite la inyección de aire comprimido o gas a presión para mantener el área de trabajo libre de agua. Se prefiere el hidrógeno en profundidades mayores a 7,6 m, ya que soporta presiones más elevadas.

El procedimiento es similar al corte en tierra, con algunas diferencias clave:

• Se requiere una campana protectora para evitar el contacto del agua con la llama de precalentamiento.
• La antorcha debe mantenerse firmemente presionada contra la superficie de corte.
• Se recomienda iniciar el corte con un agujero antes de proceder con cortes horizontales o verticales.

Presiones de trabajo recomendadas:

Términos destacados :

El uso de herramientas especializadas y técnicas adecuadas es clave para garantizar un corte efectivo bajo el agua. La combinación de tecnología avanzada y medidas de seguridad permite realizar tareas submarinas con precisión y confiabilidad.

La soldadura submarina ha experimentado avances significativos en los últimos años, adaptándose a las exigencias de la industria offshore y de infraestructuras marinas. Técnicas actuales de soldadura submarina

• Soldadura húmeda (Wet Welding)
  Se realiza directamente en el entorno acuático utilizando electrodos especiales resistentes al agua. Aunque es más económica y rápida, puede presentar desafíos en la calidad de la soldadura debido a la exposición directa al agua.
• Soldadura hiperbárica seca (Dry Hyperbaric Welding)
  Consiste en crear una cámara seca alrededor del área de trabajo, permitiendo realizar soldaduras de alta calidad similares a las realizadas en superficie. Es ideal para reparaciones críticas que requieren un control preciso del entorno.
• Soldadura por fricción-agitación (Friction Stir Welding - FSW)
  Esta técnica en estado sólido utiliza una herramienta rotativa para unir metales sin fundirlos, lo que resulta en uniones de alta resistencia y menor distorsión térmica. Es especialmente útil en materiales como el aluminio.
• Soldadura híbrida láser-GMAW
  Combina un láser y un arco metálico gaseoso para lograr soldaduras profundas y precisas, aumentando la eficiencia y reduciendo el tiempo de trabajo en estructuras complejas.
• Soldadura automatizada y robótica
  El uso de vehículos operados remotamente (ROVs) y sistemas robotizados permite realizar soldaduras en entornos peligrosos o de difícil acceso, mejorando la seguridad y la precisión del trabajo.

• Infraestructuras marinas: Reparación y mantenimiento de plataformas petroleras, tuberías submarinas y estructuras portuarias.
• Construcción naval: Unión y reparación de componentes de embarcaciones sin necesidad de vararlas.
• Energías renovables: Instalación y mantenimiento de estructuras para energía eólica y mareomotriz.
• Estos avances han permitido mejorar la calidad, seguridad y eficiencia de las operaciones de soldadura bajo el agua, adaptándose a las crecientes demandas de la industria marítima y offshore.