Curso Mantenimiento Industrial (3/3)Presentacin del curso

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El mantenimiento industrial tiene como funcin la operatividad y los cuidados necesarios para que los edificios, instalaciones y equipos funcionen adecuadamente, desempeando correctamente el servicio para el que fueron diseados. Las tareas de mantenimiento se aplican sobre las instalaciones fijas y mviles, sobre equipos y maquinarias, sobre edificios industriales, comerciales o de servicios especficos, sobre las mejoras introducidas al terreno y sobre cualquier otro tipo de bien productivo. En los procesos de mantenimiento industrial aparecen lazos de control formados por tres elementos: transmisor, regulador y vlvula. Actuando conjuntamente garantizan una operacin controlada y eficiente de la planta industrial. La incorporacin de la electrnica digital permite usar transmisores inteligentes, sistemas de control distribuido y avanzado optimizando los procesos de produccin. Con este curso aprenderemos que el mantenimiento industrial busca, conservar el servicio que suministra a cada uno de los equipos, instalaciones y otros elementos, conoceremos tambin todo lo referente a disposiciones legales y normas llamadas mantenimiento legal.

Captulo 1: Ejecucin del mantenimientoEnlaces patrocinados

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Introduccin Las tareas de mantenimiento se aplican sobre las instalaciones fijas y mviles, sobre equipos y maquinarias, sobre edificios industriales, comerciales o

de servicios especficos, sobre las mejoras introducidas al terreno y sobre cualquier otro tipo de bien productivo. Alcanza a mquinas, herramientas aparatos e instrumentos, a equipos de produccin, a los edificios y todas sus instalaciones auxiliares como agua potable, desages, agua para el proceso, agua para incendios, pozos de agua y sistemas de bombeo, agua caliente y vapor con sus correspondientes generadores como calderas, intercambiadores de calor, instalaciones elctricas monofsica y de fuerza motriz, pararrayos, balizamiento, instalacin de aire comprimido, de combustibles, sistemas de aire acondicionado y de telefona, equipos, aparatos y muebles de oficina, jardinera y rodados. Para la ejecucin de las actividades de mantenimiento se implement toda una gama de documentacin administrativa y tcnica, lo cual incluye: Manual de Sistema de Gestin Procedimientos Administrativos Procedimientos de Trabajo Instructivos Tcnicos Registro Administrativos Registros de Mantenimiento Registro de Planificacin Diaria Registros de Anlisis de Fallas Las empresas, como una entidad que busca el Mejoramiento continuo de los diferentes procesos, requiere un manual de mantenimiento preventivo y correctivo para los equipos que operan en l, ya que este tipo de mantenimiento optimiza el funcionamiento, protege y alarga la vida til de dichos equipos (preventivo), de igual forma se debe corregir cualquier tipo de impase que se pueda presentar tales como cambio de vlvulas, estado de los cables y estado de las conexiones en el circuito elctrico, entre otras (Correctivo). Con el fin de llevar un control en los equipos es necesario realizar un registro de mantenimiento para cada mecanismo y tener en cuenta que el mantenimiento preventivo debe realizarse peridicamente.

Para llevar a cabo el manual de mantenimiento preventivo se deben tener en cuenta las siguientes actividades: 1. Inventario. 2. Realizar cronograma de mantenimiento. 3. Establecer prioridad del equipo. 4. Coordinar el servicio de mantenimiento preventivo.

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5. Establecer contratista. 6. Solicitar la elaboracin del contrato. 7. Realizar mantenimiento preventivo. 8. Validar el mantenimiento. 9. Descargar reporte de mantenimiento. 10. Archivar hoja de vida del equipo. Al igual que el mantenimiento preventivo se deben tener en cuenta actividades para llevar a cabo el mantenimiento correctivo: 1. Inventario. 2. Diagnosticar dao del equipo. 3. Establecer prioridad del equipo. 4. Establecer repuestos. 5. Establecer contratista. 6. Coordinar el servicio de mantenimiento correctivo. 7. Elaboracin orden del servicio. 8. Realizar mantenimiento correctivo.

9. Cerrar orden de mantenimiento. 10. Descargar reporte de mantenimiento. 11. Archivar hoja de vida del equipo. La mayor parte de lo expuesto corresponde a la gestin de mantenimiento (apartado 3), pero nos queda por desarrollar los medios documentales que intervienen directamente en la ejecucin de dicho mantenimiento, as como el conocimiento de los equipos y su mantenimiento especifico.

Captulo 2: Mantenimiento industrial. Fichas de trabajoEnlaces patrocinados

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Para ejecutar el programa de mantenimiento se requiere elaborar unas fichas que servirn para controlar, solicitar, reportar, etctera, las actividades que se van a ejecutar. Entre estas fichas, tenemos las siguientes: 1.- Orden de trabajo Depende del plan estratgico en el que se especifican los cambios, reparaciones, emergencias, etctera, que sern atendidos por el equipo. Esta orden ser solicitada por el jefe de turno y aprobada por el encargado de mantenimiento. Debe tenerse en cuenta que ningn trabajo podr iniciarse sin la respectiva orden y sin que las condiciones requeridas para dicha labor hayan sido verificadas personalmente por el encargado. Para esto se debe tener en cuenta la siguiente jerarqua: Emergencia.Son aquellos trabajos que ataen a la seguridad de la planta, averas que significan grandes prdidas de dinero o que pueden ocasionar grandes daos a otras unidades. Estos trabajos deben iniciarse de forma inmediata y ser ejecutados de forma continua hasta su completa finalizacin. Pueden tomar horas extra. Urgente.Son trabajos en los que debe intervenirse lo antes posible, en el plazo de 24 a 48 horas despus de solicitada la orden. Este tipo de trabajos sigue

el procedimiento normal de programacin. No requiere sobretiempos, salvo que ello sea solicitado explcitamente por la dependencia correspondiente. Normal.Son trabajos rutinarios cuya iniciacin es tres das despus de solicitada la orden de trabajo, pero pueden iniciarse antes, siempre que exista la disponibilidad de recursos. Sigue un procedimiento normal de programacin. Permanente.Son trabajos que pueden esperar un buen tiempo, sin dar lugar a convertirse en crticos. Su lmite de iniciacin es dos semanas despus de haberse solicitado la orden de trabajo. Sigue la programacin normal y puede ser atendido en forma cronolgica de acuerdo con lo programado. En la ficha Orden de trabajo, se debe anotar el cdigo del equipo, la seccin de trabajo, el nmero de actividad que se debe realizar, la prioridad (emergencia, urgente, etctera), la fecha, la mano de obra, los materiales, etctera.

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2.- Solicitud de repuestos y materiales Para proveer de materiales y repuestos al personal de mantenimiento, se elabora una ficha denominada Solicitud de repuestos y materiales, donde se solicita a almacn estos insumos. Esta ficha servir para llevar un control adecuado de repuestos y materiales. Va acompaada de la orden de trabajo. En la ficha de Solicitud de repuestos y materiales, se debe anotar el nmero de solicitud, la fecha, el turno, el cdigo del equipo, la seccin y la descripcin de los repuestos o materiales que se pide. 3.- Reporte semanal de mantenimiento Sirve para registrar los servicios efectuados durante la semana y llevar un mejor control de los trabajos de prevencin y de los costos de los materiales empleados. En la ficha Reporte semanal de mantenimiento, se debe anotar la fecha, el cdigo del equipo, el nmero de orden, el trabajo que se realiz, los materiales y los costos. 4.- Historial del equipo

Despus de intervenir cada equipo, se registra en la ficha Historial del equipo la fecha, los servicios y reposiciones realizadas, los materiales usados, etctera. Esta ficha tambin servir para controlar la operacin y calidad y modificar el programa de mantenimiento. La cantidad de estas fichas depender del nmero de equipos con que cuente la planta industrial.

Captulo 3: Mantenimiento industrial. EquiposEnlaces patrocinados

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Conocimiento de equipos En esta parte se trata de dar una explicacin sencilla, de todos los elementos y principios ms importantes en que estn basados las principales mquinas y/o equipos utilizados en la industria. La definicin ms exacta que podemos hacer de una mquina es aquella que la considera como un elemento transformador de energa, ya que una mquina, siempre absorbe energa de un tipo y la restituye como energa de otro tipo, o del mismo pero transformada. En el Cuadro n 1 se representa una clasificacin general de las mquinas, para poder establecer dentro de ellas la situacin y caractersticas de las que vamos a estudiar.

En consecuencia, y dado que el tema es sumamente amplio, el contenido del apartado se limita a suministrar una descripcin breve de los principales equipos utilizados en la mayor parte de las industrias. Bombas Ventiladores Compresores Turbinas Vlvulas Motores elctricos Instrumentacin y control TURBOMQUINAS: Clasificacin Las turbomquinas se diferencian de otras mquinas trmicas en que son de funcionamiento continuo, no alternativo o peridico como el motor de explosin o la bomba de vapor a pistn.

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A semejanza de otras mquinas las turbomquinas son esencialmente transformadoras de energa, y de movimiento rotativo. Sin embargo, se diferencian, por ejemplo, del motor elctrico, en que la transformacin de energa se realiza utilizando un fluido de trabajo. En las turbomquinas el fluido de trabajo pude ser un lquido (comnmente agua, aunque para el caso de las bombas de lquido la variedad de fluidos es muy grande) o un gas o vapor (comnmente vapor de agua o aire, aunque nuevamente para los compresores la variedad de gases a comprimir puede ser muy grande). Las turbomquinas cuyo fluido de trabajo es un lquido se denominan turbomquinas HIDRAULICAS; no hay una denominacin especial para las dems. Este fluido de trabajo se utiliza para convertir la energa segn una cascada que puede enunciarse como sigue:

Energa trmica (calor) Energa potencial (presin) Energa cintica (velocidad) Intercambio de cantidad de movimiento Energa mecnica No todas las turbomquinas comprenden la cascada completa de energa: algunas slo incluyen algunos escalones. Por otra parte, la cascada no siempre se recorre en la direccin indicada, pudiendo tener lugar en la direccin opuesta. Las turbomquinas que recorren la cascada en la direccin indicada se denominan MOTRICES, y las que la recorren en la direccin opuesta se denominan OPERADORAS. Las turbomquinas motrices reciben las siguientes denominaciones: - Si trabajan con lquidos, turbinas hidrulicas -Si trabajan con gases, turbinas (de vapor, de gases de combustin, etc.) Las turbomquinas operadoras se denominan: - Si trabajan con lquidos, bombas hidrulicas - Si trabajan con gases, compresores (altas presiones) o ventiladores o sopladores (bajas presiones) Tambin se diferencian las turbomquinas segn la trayectoria que en general sigue el fluido: si el movimiento es fundamentalmente paralelo al eje de rotacin se denominan turbomquinas AXIALES. Si es principalmente normal al eje de rotacin, turbomquinas RADIALES (centrfugas o centrpetas segn la direccin de movimiento), y si se trata de casos intermedios, turbomquinas MIXTAS. Las turbomquinas pueden recibir el fluido en toda su periferia (mquinas de admisin plena) o slo en parte (mquinas de admisin parcial).

Captulo 4:

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Todos los procesos industriales que sostienen nuestra civilizacin incluyen la transferencia de lquidos desde un nivel de presin o energa esttica a otro y, como resultado de ello, las bombas se han convertido en una parte esencial de todos los procesos industriales; es decir, las bombas son una parte integral de todo el desarrollo moderno, tanto econmico como social. Una bomba es un dispositivo empleado para elevar, transferir o comprimir lquidos y gases, en definitiva son mquinas que realizan un trabajo para mantener un lquido en movimiento. Consiguiendo as aumentar la presin o energa cintica del fluido. Se tiene constancia de la existencia de algn tipo de bomba sobre el 300 A.C., Arqumedes (matemtico y fsico griego) construy una de diseo sencillo, aunque poco eficiente, con un tornillo que gira en una carcasa e impulsa el lquido. Hay una diversidad de mecanismos de bombeo (bombas), cuya capacidad, diseo y aplicacin cubren un amplio rango que va desde pequeas unidades utilizadas para dosificacin de cantidades mnimas, hasta bombas centrifugas que son capaces de manejar grandes volmenes para surtir de agua a las grandes concentraciones urbanas. Su variedad de diseos cubren desde diferentes principios de operacin, hasta bombas especiales para manejo de sustancias tan diversas como el agua, metales fundidos, concreto, etc., gastos diferentes y materiales de construccin. Debido a la diversidad de bombas ya mencionadas, hay muchas formas de clasificar las bombas. Por rangos de volmenes a manejar, por fluidos a mover, etc. Sin embargo, la clasificacin ms general es en funcin de la forma en que las bombas imprimen el movimiento al fluido, separndose en dos tipos principales: Bombas volumtricas o de desplazamiento positivo, entre las que se encuentran por ejemplo las alternativas, rotativas y las neumticas, pudiendo decir a modo de sntesis que son bombas de pistn, cuyo funcionamiento bsico consiste en recorrer un cilindro con un vstago. Bombas dinmicas o de energa cintica: fundamentalmente consisten en un rodete que gira acoplado a un motor. Entre ellas se sitan las regenerativas, las

especiales, las perifricas o de turbinas y una de las ms importantes, las centrfugas. Las del primer grupo operan sobre el principio de desplazamiento positivo, es decir, que bombean una determinada cantidad de fluido (sin tener en cuenta las fugas independientemente de la altura de bombeo). El segundo tipo debe su nombre a un elemento rotativo, llamado rodete, que comunica velocidad al lquido y genera presin. La carcasa exterior, el eje y el motor completan la unidad de bombeo. En todos los tipos de bombas para lquidos deben emplearse medidas para evitar el fenmeno de la cavitacin, que es la formacin de un vaco que reduce el flujo y daa la estructura de la bomba. Clasificacin de Bombas:

La clasificacin anterior, nos permite apreciar la gran diversidad de tipos que existen y si a ello agregamos materiales de construccin, tamaos diferentes para manejo de gastos y presiones sumamente variables y los diferentes lquidos a manejar, etc., entenderemos la importancia de este tipo de maquinaria.

Dentro de sta clasificacin los tipos de bombas ms comnmente utilizadas son las llamadas Centrfugas, Alternativas (reciprocantes) y Rotatorias. 1) BOMBAS VOLUMTRICAS O DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO En la bomba volumtrica el desplazamiento del lquido se realiza mediante un proceso, en el que se verifica el desalojo peridico del lquido contenido en unas cmaras de trabajo, mediante un dispositivo que las desplaza, que es un rgano de trabajo, (pistn, engranaje, etc.), con unos espacios que comunican, peridicamente, la cavidad de recepcin del lquido o cmara de aspiracin, con la cavidad de descarga o cmara de impulsin, pudiendo tener una o varias cmaras de trabajo. El funcionamiento consiste en el paso peridico de determinadas porciones de lquido, desde la cavidad de aspiracin, a la de descarga de la bomba, con un aumento de presin; el paso del lquido por la bomba volumtrica, a diferencia del paso por los labes de una bomba centrfuga, es siempre ms o menos irregular, por lo que en general, el caudal se considerar como el valor medio del caudal trasegado. La cavidad de aspiracin tiene que estar, siempre, hermticamente aislada de la de descarga o impulsin; a veces se puede admitir la existencia de pequeas filtraciones de lquido a travs de las holguras, deslizamiento, aunque en proporciones muy pequeas frente al suministro de la bomba. En general, todas las bombas volumtricas son autoaspirantes, o autocebantes, por lo que si comienzan a funcionar con aire, sin lquido, pueden llegar a crear una rarificacin tan grande capaz de succionar al lquido por la tubera de aspiracin, con la condicin de que la altura geomtrica de aspiracin no sobrepase un cierto valor, propiedad que se puede perder cuando la hermeticidad o el nmero de revoluciones son insuficientes. En las bombas de desplazamiento positivo existe una relacin directa entre el movimiento de los elementos de bombeo y la cantidad de lquido movido. En el mercado puede encontrarse una amplia diversidad de bombas siendo los tipos bsicos los que relatamos seguidamente, aunque existen muchas variaciones y modificaciones de estos tipos bsicos. Alternativas: - De pistn

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- De mbolo - De diafragma Rotativas: - Engranajes - Tornillo - Paletas - Levas - Especiales Bombas neumticas: - Son bombas de desplazamiento positivo en las que la energa de entrada es neumtica, normalmente a partir de aire comprimido. En todas estas bombas, el lquido se descarga en una serie de pulsos, y no de forma continua, por lo que hay que tener cuidado para que no aparezcan condiciones de resonancia en los conductos de salida que podran daar o destruir la instalacin. En las bombas alternativas se colocan con frecuencia cmaras de aire en el conducto de salida para reducir la magnitud de estas pulsaciones y hacer que el flujo sea ms uniforme. Una de las ms importantes en esta clasificacin son las alternativas y las rotativas. 2) BOMBAS DE ENERGA CINTICA En este tipo de bombas la energa es comunicada al fluido por un elemento rotativo que imprime al lquido el mismo movimiento de rotacin, transformndose luego, parte en energa y parte en presin. El caudal a una determinada velocidad de rotacin depende de la resistencia al movimiento en la lnea de descarga. La bomba rotodinmica es capaz de satisfacer la mayora de las necesidades de la ingeniera y su uso est muy extendido.

Su campo de utilizacin abarca desde abastecimientos pblicos de agua, drenajes y regados, hasta transporte de hormign o pulpas. Los diversos tipos se pueden agrupar en: Perifricas o de turbinas. Centrfugas: - Radiales - Diagonales - Axiales Especiales. Las centrfugas son el tipo ms corriente de bombas rotodinmicas, y se denomina as porque la cota de presin que crean es ampliamente atribuible a la accin centrfuga.

Captulo 5: Mantenimiento industrial.VentiladoresEnlaces patrocinados

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Un ventilador es una mquina de fluido concebida para producir una corriente de aire mediante un rodete con aspas que giran produciendo una diferencia de presiones. Entre sus aplicaciones, destacan las de hacer circular y renovar el aire en un lugar cerrado para proporcionar oxgeno suficiente a los ocupantes y eliminar olores, principalmente en lugares cerrados; as como la de disminuir la resistencia de transmisin de calor por conveccin. Fue inventado en 1882 por el estadounidense Schuyler S. Wheeler. Se utiliza para desplazar aire o gas de un lugar a otro, dentro de o entre espacios, para motivos industriales o uso residencial, para ventilacin o para aumentar la circulacin de aire en un espacio habitado, bsicamente para refrescar. Por esta razn, es un elemento indispensable en climas clidos.

Un ventilador tambin es la turbomquina que absorbe energa mecnica y la transfiere a un gas, proporcionndole un incremento de presin no mayor de 1.000 mmH2O aproximadamente, por lo que da lugar a una variacin muy pequea del volumen especfico y suele ser considerada una mquina hidrulica. En la actualidad, en el diseo se tiene en cuenta la compresibilidad para incrementos de presin mucho menores, hasta 0,3 m.c.a., por lo que los ventiladores, hasta dicho incremento de presin, se pueden disear y considerar como una turbomquina hidrulica. En energa, los ventiladores se usan principalmente para producir flujo de gases de un punto a otro; es posible que la conduccin del propio gas sea lo esencial, pero tambin en muchos casos, el gas acta slo como medio de transporte de calor, humedad, etc.; o de material slido, como cenizas, polvos, etc. Entre los ventiladores y compresores existen diferencias. El objeto fundamental de los primeros es mover un flujo de gas, a menudo en grandes cantidades, pero a bajas presiones; mientras que los segundos estn diseados principalmente para producir grandes presiones y flujos de gas relativamente pequeos. En el caso de los ventiladores, el aumento de presin es generalmente tan insignificante comparado con la presin absoluta del gas, que la densidad de ste puede considerarse inalterada durante el proceso de la operacin; de este modo, el gas se considera incompresible como si fuera un lquido. Por consiguiente en principio no hay diferencia entre la forma de operacin de un ventilador y de una bomba de construccin similar, lo que significa que matemticamente se pueden tratar en forma anloga. Por lo comn la denominacin de ventilador se utiliza cuando la presin se eleva hasta unas 2 psig; entre esta presin y unas 10 psig, la mquina recibe del nombre de soplador. Para presiones de descarga ms altas, el trmino que se usa es el de compresor. Tambin de forma secundaria, se utiliza el ventilador para asistir a intercambiadores de calor como un disipador o a un radiador con la finalidad de aumentar la transferencia de calor entre un slido y el aire o entre los fluidos que interactan. Una clara aplicacin de esto se ve reflejada en evaporadores y condensadores en sistemas de refrigeracin en que el ventilador ayuda a transferir el calor latente entre el refrigerante y el aire, y viceversa. Asimismo, equipos de acondicionamiento de aire como la Unidad manejadora de aire (UMA), ocupan un ventilador centrfugo de baja presin esttica para circular el aire por una red de ductos al interior de una edificacin o instalacin industrial. Suele haber circulacin de aire o ventilacin a travs de los huecos en las paredes de un edificio, en especial a travs de puertas y ventanas. Pero esta ventilacin natural, quiz aceptable en viviendas, no es suficiente en edificios pblicos, como oficinas, teatros o fbricas. Los dispositivos de ventilacin ms sencillos utilizados en lugares donde se necesita mucha ventilacin son ventiladores instalados para extraer el aire viciado del

edificio y favorecer la entrada de aire fresco. Los sistemas de ventilacin pueden combinarse con calentadores, filtros, controladores de humedad y dispositivos de refrigeracin. En definitiva, el ventilador es una bomba rotodinmica de gas que sirve para transportar gases, absorbiendo energa mecnica en el eje y devolvindola al gas; se distingue del turbocompresor en que las variaciones de presin en el interior del ventilador son tan pequeas, que el gas se puede considerar prcticamente incompresible. Los ventiladores que se emplean comnmente se pueden dividir en tres tipos generales, de hlice, axiales y centrfugos. Los ventiladores se pueden disponer con variedad de posiciones de descarga y con rotacin del impulsor, ya sea en el sentido de las agujas del reloj o viceversa. Salvo raras excepciones, se pueden proporcionar para acoplamiento directo o para bandas V. Captulo 6 Mantenimiento industrial. Compresores Los compresores son mquinas que tienen por finalidad aportar una energa a los fluidos compresibles (gases y vapores) sobre los que operan, para hacerlos fluir aumentando al mismo tiempo su presin. En esta ltima caracterstica precisamente, se distinguen de las soplantes y ventiladores que manejan grandes cantidades de fluidos compresibles (aire por ejemplo) sin modificar sensiblemente su presin, con funciones similares a las bombas de fluidos incompresibles. Un compresor admite gas o vapor a una presin p1 dada, descargndolo a una presin p2 superior. La energa necesaria para efectuar este trabajo la proporciona un motor elctrico o una turbina de vapor. Los compresores se emplean para aumentar la presin de una gran variedad de gases y vapores para un gran nmero de aplicaciones. Un caso comn es el compresor de aire, que suministra aire a elevada presin para transporte, pintura a pistola, inflamiento de neumticos, limpieza, herramientas neumticas y perforadoras. Otro es el compresor de refrigeracin, empleado para comprimir el gas del vaporizador. Otras aplicaciones abarcan procesos qumicos, conduccin de gases, turbinas de gas y construccin. Los elementos principales de esta estructura son: motor, cuerpo, tapas, enfriador y rboles. El cuerpo y las tapas del compresor se enfran por el agua. Los elementos constructivos tienen ciertas particularidades. Para disminuir las prdidas de energa de la

friccin mecnica de los extremos de las placas contra el cuerpo en este se colocan dos anillos de descarga que giran libremente en el cuerpo. A la superficie exterior de estos se enva lubricacin. Al girar el motor los extremos de las placas se apoyan en el anillo de descarga y se deslizan parcialmente por la superficie interior de estos; los anillos de descarga giran simultneamente en el cuerpo. Al fin de disminuir las fuerzas de friccin en las ranuras las placas se colocan no radicalmente sino desvindolas hacia adelante en direccin de la rotacin. El ngulo de desviacin constituye 7 a 10 grados. En este caso la direccin de la fuerza que acta sobre las placas por lado del cuerpo y los anillos de descarga se aproxima a la direccin de desplazamiento de la placa en la ranura y la fuerza de friccin disminuye. Para disminuir las fugas de gas a travs de los huelgos axiales, en el buje del motor se colocan anillos de empacaduras apretados con resortes contra las superficies de las tapas. Por el lado de salida del rbol a travs de la tapa, se ha colocado una junta de prensaestopas con dispositivos tensor de resortes. Segn las exigencias referentes a la presin de trabajo y al caudal de suministro, se pueden emplear diversos tipos de construccin. Al clasificarse segn el indicio constructivo los compresores volumtricos se subdividen en los de mbolo y de motor y los de paletas en centrfugos y axiales. Es posible la divisin de los compresores en grupos de acuerdo con el gnero de gas que se desplaza, del tipo de transmisin y de la destinacin del compresor. Estos al igual que las bombas mencionadas anteriormente pueden clasificarse en dos grupos: Compresores de desplazamiento positivo Compresores de desplazamiento no positivo El primero trabaja segn el principio de desplazamiento. La compresin se obtiene por la admisin del aire en un recinto hermtico, donde se reduce luego el volumen. Se utiliza en el compresor de mbolo (oscilante o rotativo). El otro trabaja segn el principio de la dinmica de los fluidos. El aire es aspirado por un lado y comprimido como consecuencia de la aceleracin de la masa (turbina).

Captulo 6: Mantenimiento industrial. Turbinas y vlvulasEnlaces patrocinados

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Turbinaes el nombre genrico que se da a la mayora de las turbomquinas motoras. stas son mquinas de fluido, a travs de las cuales pasa un fluido en forma continua y este le entrega su energa a travs de un rodete con paletas o labes.

Es un motor rotativo que convierte en energa mecnica la energa de una corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento bsico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hlices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energa mecnica se transfiere a travs de un eje para proporcionar el movimiento de una mquina, un compresor, un generador elctrico o una hlice. Las turbinas constan de una o dos ruedas con paletas, denominadas rotor y estator, siendo la primera la que, impulsada por el fluido, arrastra el eje en el que se obtiene el movimiento de rotacin. El trmino turbina suele aplicarse tambin, por ser el componente principal, al conjunto de varias turbinas conectadas a un generador para la obtencin de energa elctrica. Las turbinas se clasifican en turbinas hidrulicas o de agua, turbinas de vapor y turbinas de combustin. Hoy la mayor parte de la energa elctrica mundial se produce utilizando generadores movidos por turbinas. Los molinos de viento que producen energa elctrica se llaman turbinas de viento. Tipos de Turbinas: Turbinas Hidrulicas. Turbinas de Vapor. Turbinas Elicas. Turbinas de Combustin. Vlvulas Una vlvula se puede definir como un aparato mecnico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulacin (paso) de lquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o ms orificios o conductos. Las vlvulas son unos de los instrumentos de control ms esenciales en la industria. Debido a su diseo y materiales, las vlvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de lquidos y gases, desde los ms simples hasta los ms corrosivos o txicos. Sus tamaos van desde una fraccin de pulgada hasta 30 ft (9 m) o ms de dimetro. Pueden trabajar con presiones que van desde el vaci hasta ms de 20000 lb/in (140

Mpa) y temperaturas desde las criognicas hasta 1500 F (815 C). Las vlvulas de baja presin suelen ser de latn, hierro fundido o plstico, mientras que las vlvulas de alta presin son de acero fundido o forjado. En el caso de que el fluido sea corrosivo puede ser necesario emplear aleaciones, como acero inoxidable. Las vlvulas pueden accionarse de forma manual, a travs de un servomecanismo o mediante el flujo del propio fluido controlado. En algunas instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia. Es difcil imaginarse una planta de productos qumicos, refinera de petrleo, planta de procesamiento de alimentos, unidad de fabricacin de frmacos, planta lechera, etc., sin vlvulas, Una vlvula se utiliza para controlar el flujo de un fluido en un tubo o en un dueto. El requisito de control puede ser de paso y corte, estrangulacin (modulacin del flujo), reduccin de la presin del fluido, etc. Conforme avanza la tecnologa y aumenta la capacidad de las plantas, han aumentado el tamao y el costo de las vlvulas y cada vez es ms importante el mximo cuidado en su seleccin. El tipo de vlvula depender de la funcin que debe efectuar, sea de cierre (bloqueo), estrangulacin o para impedir el flujo inverso. Estas funciones se deben determinar despus de un estudio cuidadoso de las necesidades de la unidad y del sistema para los cuales se destina la vlvula. Hay incontables tipos de vlvulas y cada una tiene una aplicacin particular. Las vlvulas se disean para funciones particulares y si se emplean en la forma correcta darn buen servicio durante largo tiempo. Sin embargo, en la prctica, se utilizan mal y varan las consecuencias. Alrededor del 50 % de las vlvulas industriales se utiliza para servicio de paso y cierre, 40 % para estrangulacin y 10 % son de retencin. Hay muchas formas en las cuales controlan el flujo, con grados variables de exactitud. Dado que hay diversos tipos de vlvulas disponibles para cada funcin, tambin es necesario determinar las condiciones del servicio en que se emplearn las vlvulas. Es de importancia primordial conocer las caractersticas qumicas y fsicas de los fluidos que se manejan.

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Las caractersticas principales y los usos ms comunes de los diversos tipos de vlvulas para servicio de bloqueo o cierre son: Vlvulas de compuerta: Resistencia mnima al fluido de la tubera. Se utiliza totalmente abierta o cerrada. Accionamiento poco frecuente. Vlvulas de macho:Cierre hermtico. Deben estar abiertas o cerradas del todo. Vlvulas de bola: No hay obstruccin al flujo. Se utilizan para lquidos viscosos y pastas aguadas. Cierre positivo. Se utiliza totalmente abierta o cerrada. Vlvulas de mariposa: Su uso principal es para cierre y estrangulacin de grandes volmenes de gases y lquidos a baja presin. Su diseo de disco abierto, rectilneo, evita cualquier acumulacin de slidos; la cada de presin es muy pequea. Las caractersticas principales y los usos ms comunes para diversos tipos de vlvulas para servicio de estrangulacin son: Vlvulas de globo: Son para uso poco frecuente. Cierre positivo. El asiento suele estar paralelo con el sentido del flujo; produce resistencia y cada de presin considerables. Vlvulas de aguja:Estas vlvulas son, bsicamente, vlvulas de globo que tienen un macho cnico similar a una aguja, que ajusta con precisin en su asiento. Se puede tener estrangulacin exacta de volmenes pequeos porque el orificio formado entre el macho cnico y el asiento cnico se puede variar a intervalos pequeos y precisos. Vlvulasen Y:Las vlvulas en Y son vlvulas de globo que permiten el paso rectilneo y sin obstruccin igual que las vlvulas de compuerta. La ventaja es una menor cada de presin en esta vlvula que en la de globo convencional. Vlvulas de ngulo: Son, en esencia, iguales que las vlvulas de globo. La diferencia principal es que el flujo del fluido en la vlvula de ngulo hace un giro de 90. Vlvulas de mariposa: Su uso principal es para cierre y estrangulacin de grandes volmenes de gases y lquidos a baja presin (desde 150 psig hasta el vaco). Su diseo de disco abierto, rectilneo evita acumulacin de slidos no adherentes y produce poca cada de presin.

Las vlvulas que no permiten el flujo inverso (de retencin) actan en forma automtica ante los cambios de presin para evitar que se invierta el flujo. Hay disponible una seleccin especial de tipos de vlvulas para manejar pastas aguadas gruesas o finas. Los tipos ms comunes son en ngulo, fondo plano, macho, bola y diafragma y vlvulas de opresin o compresin. Estn diseadas para mnima resistencia al flujo y, con frecuencia estn revestidas con aleaciones especiales para darles resistencia a la corrosin o a la erosin. Debido a las diferentes variables, no puede haber una vlvula universal; por tanto, para satisfacer los cambiantes requisitos de la industria se han creado innumerables diseos y variantes con el paso de los aos, conforme se han desarrollado nuevos materiales. Todos los tipos de vlvulas recaen en nueve categoras: vlvulas de compuerta, vlvulas de globo, vlvulas de bola, vlvulas de mariposa, vlvulas de apriete, vlvulas de diafragma, vlvulas de macho, vlvulas de retencin y vlvulas de desahogo (alivio). Cualquiera que sea el tipo de vlvula que se seleccione, todas tienen caractersticas comunes como: 1. Superficies correlativas que actan como sellos para cortar el paso en la vlvula. Esto suele requerir un sello fijo y uno movible. 2. Un componente que sobresale del cuerpo y que mueve el asiento movible, que suele ser el vstago. 3. Una empaquetadura o sello para el vstago para evitar prdidas de fluido cuando el vstago sale del cuerpo de la vlvula. 4. Un volante o aparato similar para ayudar en el movimiento del vstago. 5. Un conducto para paso del fluido por la vlvula. La configuracin del conducto define el tipo de control que se puede esperar.

Captulo 7: Motores elctricosEnlaces patrocinados

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Un motor elctrico es una mquina elctrica que transforma energa elctrica en energa mecnica por medio de interacciones electromagnticas. Algunos de los motores elctricos son reversibles, pueden transformar energa mecnica en energa elctrica funcionando como generadores. Los motores elctricos de traccin usados en locomotoras realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa con frenos regenerativos. Son ampliamente utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares. Pueden funcionar conectados a una red de suministro elctrico o a bateras. As, en automviles se estn empezando a utilizar en vehculos hbridos para aprovechar las ventajas de ambos. Los motores, son las mquinas auxiliares de una mquina principal. La mquina principal produce un trabajo con el auxilio de uno o varios motores. Los motores elctricos, se paran o se ponen en funcionamiento, obedeciendo a un mando manual o un programa preestablecido. Se detienen cuando se alcanza un nivel, o se ponen en marcha en el momento que un mecanismo est en una determinada posicin. La puesta en marcha, o parada, de estos motores auxiliares, est controlados por los sensores o elementos de deteccin. Principio de funcionamiento El principio de la induccin de Faraday, cientfico britnico, establece que el movimiento de un conductor integrante de un circuito cerrado en un campo magntico produce corriente en dicho circuito, y en ello se basa el funcionamiento del generador elctrico. Pero, recprocamente, una corriente elctrica que pasa por un conductor situado en un campo magntico crea una fuerza que tiende a desplazar al conductor con respecto al campo, y esta es la base del motor elctrico. De modo que, en esencia, una misma mquina puede emplearse como generador o como motor; si se le aplica energa mecnica, generar electricidad, y si se le aplica electricidad, producir energa mecnica.

Los motores de corriente alterna y los motores de corriente continua se basan en el mismo principio de funcionamiento, el cual establece que si un conductor por el que circula una corriente elctrica se encuentra dentro de la accin de un campo magntico, ste tiende a desplazarse perpendicularmente a las lneas de accin del campo magntico.

El conductor tiende a funcionar como un electroimn debido a la corriente elctrica que circula por el mismo adquiriendo de esta manera propiedades magnticas, que provocan, debido a la interaccin con los polos ubicados en el estator, el movimiento circular que se observa en el rotor del motor. Partiendo del hecho de que cuando pasa corriente por un conductor produce un campo magntico, adems si lo ponemos dentro de la accin de un campo magntico potente, el producto de la interaccin de ambos campos magnticos hace que el conductor tienda a desplazarse produciendo as la energa mecnica. Dicha energa es comunicada al exterior mediante un dispositivo llamado flecha. En un motor elctrico: - La potencia nominal es la potencia de salida, esto es, la potencia mecnica en el eje del motor; la potencia nominal PN es expresado generalmente en Kw, cv o eventualmente en H.P. La potencia (elctrica) de entrada dada generalmente en Kw, es igual a la potencia nominal (en Kw) dividida por el rendimiento del motor (h). - La corriente nominal de los motores de corriente alterna est dada por las siguientes relaciones: *Monofsicos: *Trifsicos:

Siendo: VN = Tensin nominal de lnea del motor en (V), cosN = Factor de potencia nominal. - La corriente nominal de los motores de corriente continua est dada por la siguiente relacin

La corriente consumida por un motor vara bastante con las circunstancias. En la mayora de los motores, la corriente en el instante de la partida, corriente de arranque, Ia es muy elevada (se puede tener Ia/IN con valores superiores a 8), cayendo gradualmente (en algunos segundos) con el aumento de la velocidad hasta los valores nominales. Ventajas En diversas circunstancias presenta muchas ventajas respecto a los motores de combustin:

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A igual potencia, su tamao y peso son ms reducidos. Se pueden construir de cualquier tamao. Tiene un par de giro elevado y, segn el tipo de motor, prcticamente constante. Su rendimiento es muy elevado (tpicamente en torno al 75%, aumentando el mismo a medida que se incrementa la potencia de la mquina). Este tipo de motores no emite contaminantes, aunque en la generacin de energa elctrica de la mayora de las redes de suministro se emiten contaminantes. Dependiendo del tipo de corriente a utilizar y de las caractersticas de construccin los motores se clasifican como se resume en la tabla siguiente: CLASIFICACION DE LOS MOTORESCORRIENTE ALTERNA cronos Sncr onos De colector Mon Asn

ofsicos Serie Shun t CORRIENTE CONTINUA pound Inde UNIVERSALES pendiente Con inducido Serv omotor Paso a paso Brus hless Com

ESPECIALES

Los tipos ms usuales de motores elctricos son: a) Motores de corriente continua.- Son motores de costo elevado y necesitan una fuente de corriente continua y rectificada; pueden funcionar con velocidades ajustables entre limites amplios y se prestan a controles de gran flexibilidad y precisin; su uso est restringido a aplicaciones en que esas propiedades son exigidas como es el caso de traccin elctrica, procesos automticos de produccin, etc. b) Motores de corriente alterna.- Son los ms usados, toda vez que la distribucin de energa elctrica es normalmente hecha en corriente alterna, los motores pueden ser: - Sncronos: Funcionan con velocidad fija, utilizados para grandes potencias (debido a su alto costo en tamaos menores) o cuando se necesita de velocidad constante; gracias a su factor de potencia elevada y variable es tambin usado en la correccin de factor de potencia, necesita de una fuente de corriente continua o rectificada para su excitacin adems de exigir un equipamiento de control complejo.

- De induccin: Que funcionan con velocidad prcticamente constante, variado ligeramente con la carga mecnica aplicada a su eje debido a su gran simplicidad robusta y bajo costo, es el motor utilizado (principalmente la jaula de ardilla), siendo adecuada para casi todos los tipos de maquinas. c) Motores universales.- Tambin llamamos diasncronos, funcionan con corriente continua o alterna y tienen su aplicacin tpica en los aparatos electrodomsticos.

Captulo 8: Mantenimiento industrial.Instrumentacin y controlEnlaces patrocinados

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Introduccin La prctica totalidad de los procesos que tienen lugar en una planta industrial exigen un control de los mismos. Esto se debe a la necesidad de controlar los distintos parmetros de cada proceso, a fin de garantizar un buen funcionamiento de los mismos, el ptimo aprovechamiento de los recursos implicados en la operacin y unos niveles de calidad en el producto final. Adems, en muchas ocasiones el control del proceso garantiza una operacin segura de la planta. En los inicios de la era industrial, el operario llevaba a cabo un control manual de estas variables utilizando slo instrumentos simples, manmetros, termmetros, vlvulas manuales, etc., control que era suficiente por la relativa simplicidad de los procesos. Sin embargo, la gradual complejidad con que stos se han ido desarrollando ha exigido su automatizacin progresiva por medio de los instrumentos de medicin y control. Estos instrumentos han ido liberando al operario de su funcin de actuacin fsica directa en la planta y al mismo tiempo, le han permitido una labor nica de supervisin y de vigilancia del proceso desde centros de control situados en el propio proceso o bien en salas aisladas separadas; asimismo, gracias a los instrumentos ha sido posible fabricar productos complejos en condiciones estables de calidad y de caractersticas,

condiciones que al operario le seran imposibles o muy difciles de conseguir, realizando exclusivamente un control manual. La utilizacin de un adecuado sistema de control nos permitir operar en las mejores condiciones posibles a cada requerimiento. De este modo se optimizar el rendimiento general del proceso, con un mejor aprovechamiento de los recursos implicados en el mismo. Todo ello repercutir en una notable mejora econmica de los resultados. La adopcin de un sistema de control requerir una importante inversin inicial, pero resultar en unos menores costes de operacin de la planta. El balance econmico final ser positivo, dado que el ahorro conseguido en operacin ser superior a los costes de instalacin del sistema de control. Por este motivo ser importante en todo momento controlar el grado de utilizacin que se est haciendo del sistema, ya que de este depender la economa de la operacin. Los procesos industriales a controlar pueden dividirse ampliamente en dos categoras: procesos continuos y procesos discontinuos. En ambos tipos, deben mantenerse en general las variables (presin, caudal, nivel, temperatura, etc.), bien en un valor deseado fijo, bien en un valor variable con el tiempo de acuerdo con una relacin predeterminada, o bien guardando una relacin determinada con otra variable. El sistema de control que permite este mantenimiento de las variables puede definirse como aquel que compara el valor de la variable o condicin a controlar con un valor deseado y toma una accin de correccin de acuerdo con la desviacin existente sin que el operario intervenga en absoluto. El sistema de control exige pues, para que esta comparacin y subsiguiente correccin sean posibles, que se incluya una unidad de medida, una unidad de control, un elemento final de control y el propio proceso. En la parte de medida existe un sensor y una parte de acondicionamiento de la seal proveniente de dicho sensor. Esa seal medida se transmite a travs de un medio de transmisin a la parte de control, o la cual acta sobre la variable o proceso a medir, con lo que se establece de este modo un bucle o lazo que recibe el nombre de bucle de control. Los sistemas de control se clasifican en sistemas de lazo abierto o de lazo cerrado. La distincin la determina la accin de control, que es la que activa al sistema para producir la salida.

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Un sistema de control de lazo abierto es aquel en el cual la accin de control es independiente de la salida. Un sistema de control de lazo cerrado es aquel en el que la accin de control es en cierto modo dependiente de la salida. Los sistemas de control a lazo abierto tienen dos rasgos sobresalientes: a) La habilidad que stos tienen para ejecutar una accin con exactitud est determinada por su calibracin. Calibrar significa establecer o restablecer una relacin entre la entrada y la salida con el fin de obtener del sistema la exactitud deseada. b) Estos sistemas no tienen el problema de la inestabilidad, que presentan los de lazo cerrado. Los sistemas de control de lazo cerrado se llaman comnmente sistemas de control por realimentacin (o retroaccin). Un tostador automtico es un sistema de control de lazo abierto, que est controlado por un regulador de tiempo. El tiempo requerido para hacer tostadas, debe ser anticipado por el usuario, quien no forma parte del sistema. El control sobre la calidad de la tostada (salida) es interrumpido una vez que se ha determinado el tiempo, el que constituye tanto la entrada como la accin de control. Un mecanismo de piloto automtico y el avin que controla, forman un sistema de control de lazo cerrado (por realimentacin). Su objetivo es mantener una direccin especfica del avin, a pesar de los cambios atmosfricos. El sistema ejecutar su tarea midiendo continuamente la direccin instantnea del avin y ajustando automticamente las superficies de direccin del mismo (timn, aletas, etc.) de modo que la direccin instantnea coincida con la especificada. El piloto u operador, quien fija con anterioridad el piloto automtico, no forma parte del sistema de control. En ambos casos se observa que existen elementos definidos como el elemento de medida, el transmisor, el controlador, el indicador, el registrador y el elemento final. Estos elementos y otros adicionales se estudiarn en el resto del apartado, considerando las caractersticas propias del instrumento y las clases de instrumentos que se emplean en los procesos industriales.

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Definicin de Instrumentacin Industrial Instrumentacin: es el grupo de elementos que sirven para medir, controlar o registrar variables de un proceso con el fin de optimizar los recursos utilizados en ste. Un ejemplo de un instrumento cotidiano es el reloj, el cual nos sirve para controlar el uso eficaz de nuestro tiempo. En otras palabras, la instrumentacin es la ventana a la realidad de lo que est sucediendo en determinado proceso, lo que servir para determinar si el mismo va encaminado hacia donde deseamos. En caso contrario, podremos usar la instrumentacin para actuar sobre algunos parmetros del sistema y proceder de forma correctiva. La instrumentacin es lo que ha permitido el gran avance tecnolgico de la ciencia actual en casos tales como: los viajes espaciales, la automatizacin de los procesos industriales y muchos otros de los aspectos de nuestro mundo moderno; ya que la automatizacin es solo posible a travs de elementos que puedan sensar lo que sucede en el ambiente, para luego tomar una accin de control preprogramada que actu sobre el sistema y obtener el resultado previsto. Clases de instrumentos Los instrumentos de medicin y de control son relativamente complejos y su funcin puede comprenderse bien si estn incluidos dentro de una clasificacin adecuada. Como es lgico, pueden existir varias formas para c1asificar los instrumentos, cada una de ellas con sus propias ventajas y limitaciones. Se considerarn dos clasificaciones bsicas: la primera relacionada con la funcin del instrumento y la segunda con la variable del proceso. Este modo de clasificarlos no es necesariamente el nico, pero se considera bastante completo.

1.- En funcin del instrumento De acuerdo con la funcin del instrumento, obtenemos las formas siguientes: Instrumentos ciegos: Estos son aquellos que no tienen indicacin visible de la variable. Hay que hacer notar que son ciegos los instrumentos de alarma, tales como presostatos y termostatos (interruptores de presin y temperatura respectivamente) que poseen una escala exterior con un ndice de seleccin de la variable, ya que slo ajustan el punto de disparo del interruptor o conmutador al cruzar la variable el valor seleccionado. Son tambin instrumentos ciegos, los transmisores de caudal, presin, nivel y temperatura sin indicacin. Instrumentos indicadores: Estos disponen de un ndice y de una escala graduada en la que puede leerse el valor de la variable. Segn la amplitud de la escala se dividen en indicadores concntricos y excntricos. Existen tambin indicadores digitales que muestran la variable en forma numrica con dgitos. Instrumentos registradores: Estos registran con trazo continuo o a puntos la variable, y pueden ser circulares o de grfico rectangular o alargado segn sea la forma del grfico. Los registradores de grfico circular suelen tener el grfico de 1 revolucin en 24 horas mientras que en los de grfico rectangular la velocidad normal del grfico es de unos 20 mm/hora.

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Elementos primarios: Ellos estn en contacto con la variable y utilizan o absorben energa del medio controlado para dar al sistema de medicin una indicacin en respuesta a la variacin de la variable controlada. El efecto producido por el elemento primario puede ser un cambio de presin, fuerza, posicin, medida elctrica, etc. Por ejemplo: en los elementos primarios de temperatura de bulbo y capilar, el efecto es la variacin de presin del fluido que los llena y en los de termopar se presenta una variacin de fuerza electromotriz. Transmisores: Estos captan la variable de proceso a travs del elemento primario y la transmiten a distancia en forma de seal neumtica de margen 3 a 15 psi (libras por pulgada cuadrada) o electrnica de 4 a 20 mA de corriente continua. La seal neumtica de 3 a 15 psi equivale a 0,206 - 1,033 bar (0,21 - 1,05 Kg/cm2) por lo cual, tambin se emplea la seal en unidades mtricas 0,2 a 1 bar (0,2 a 1 Kg/cm2). Asimismo, se emplean seales electrnicas de 1 a 5 mA c.c., de 10 a 50 mA c.c. y de O a 20 mA c.c., la seal normalizada es de 4-20 mA c.c. La seal digital utilizada en algunos transmisores inteligentes es apta directamente para

ordenador. El elemento primario puede formar o no parte integral del transmisor; el primer caso lo constituye un transmisor de temperatura de bulbo y capilar y el segundo un transmisor de caudal con la placa orificio como elemento primario. Transductores: Estos reciben una seal de entrada funcin de una o ms cantidades fsicas y la convierten modificada o no a una seal de salida. Son transductores, un rel, un elemento primario, un transmisor, un convertidor PP/I (presin de proceso a intensidad), un convertidor PP/P (presin de proceso a seal neumtica), etc. Convertidores: Estos son aparatos que reciben una seal de entrada neumtica (3-15 psi) o electrnica (4-20 mA c.c.) procedente de un instrumento y despus de modificarla envan la resultante en forma de seal de salida estndar. Ejemplo: un convertidor P/I (seal de entrada neumtica a seal de salida electrnica, un convertidor I/P (seal de entrada elctrica a seal de salida neumtica). Este ltimo trmino es general y no debe aplicarse a un aparato que convierta una seal de instrumentos. Receptores: Estos reciben las seales procedentes de los transmisores y las indican o registran. Los receptores controladores envan otra seal de salida normalizada a los valores ya indicados 3-15 psi en seal neumtica, o 4-20 mA c.c. en seal electrnica, que actan sobre el elemento final de control. Controladores: Estos comparan la variable controlada (presin, nivel, temperatura) con un valor deseado y ejercen una accin correctiva de acuerdo con la desviacin. La variable controlada la pueden recibir directamente, como controladores locales o bien indirectamente en forma de seal neumtica, electrnica o digital procedente de un transmisor. Elemento final de control: Este recibe la seal del controlador y modifica el caudal del fluido o agente de control. En el control neumtico, el elemento suele ser una vlvula neumtica o un servomotor neumtico que efectan su carrera completa de 3 a 15 psi (0,2-1 bar). En el control electrnico la vlvula o el servomotor anteriores son accionados a travs de un convertidor de intensidad a presin (I/P) o seal digital a presin que convierte la seal electrnica de 4 a 20 mA c.c. o digital a neumtica 3-15 psi. En el control elctrico el elemento suele ser una vlvula motorizada que efecta su carrera completa accionada por un servomotor elctrico. Las seales neumticas (3-15 psi o 0,2-1 bar o 0,2-1 Kg/cm2) y electrnica (4-20 mA c.c.) permiten el intercambio entre instrumentos de la planta. No ocurre as en los instrumentos de seal de salida digital (transmisores, controladores) donde las seales son propias de cada suministrador.

2.- En funcin de la variable de proceso De acuerdo con la variable del proceso, los instrumentos se clasifican en: Instrumentos de caudal, nivel, presin, temperatura, densidad y peso especfico, humedad y punto de roco, viscosidad, posicin, velocidad, pH, conductividad, frecuencia, fuerza, turbidez, etc. Esta clasificacin corresponde especficamente al tipo de las seales medidas siendo independiente del sistema empleado en la conversin de la seal de proceso. De este modo, un transmisor neumtico de temperatura del tipo de bulbo y capilar, es un instrumento de temperatura a pesar de que la medida se efecta convirtiendo las variaciones de presin del fluido que llena el bulbo y el capilar; el aparato receptor de la seal neumtica del transmisor anterior es un instrumento de temperatura, si bien, al ser receptor neumtico lo podramos considerar instrumento de presin, caudal, nivel o cualquier otra variable, segn fuera la seal medida por el transmisor correspondiente; un registrador potenciomtrico puede ser un instrumento de temperatura, de conductividad o de velocidad, segn sean las seales medidas por los elementos primarios de termopar, electrodos o dnamo. Asimismo, esta clasificacin es independiente del nmero y tipo de transductores existentes entre el elemento primario y el instrumento final. As ocurre en el caso de un transmisor electrnico de nivel de 4 a 20 mA c.c., un receptor controlador con salida de 4-20 mA c.c., un convertidor intensidad-presin (I/P) que transforma la seal de 4-20 mA c.c. a neumtica de 3-15 psi y la vlvula neumtica de control; todos estos instrumentos se consideran de nivel. En la designacin del instrumento se utiliza en el lenguaje comn las dos clasificaciones expuestas anteriormente. Y de este modo, se consideran instrumentos tales como transmisores ciegos de presin, controladores registradores de temperatura, receptores indicadores de nivel, receptores controladores registradores de caudal, etc. 3.- Funcionamiento analgico y digital Es posible, adems, clasificar la forma en que pueden ejecutarse las funciones bsicas enfocando la atencin a la naturaleza continua o discreta de las seales que representa la informacin. Las seales que varan en forma continua y que pueden tomar una infinidad de valores en cualquier intervalo dado, se llaman seales analgicas; los dispositivos que producen esas seales se llaman dispositivos analgicos. (Esto es rigurosamente cierto en un sentido macroscpico, ya que todos los efectos fsicos se convierten en discretos en consideraciones atomsticas.) En contraste, las seales que varan en pasos discretos y pueden as tomar solamente un nmero finito de valores diferentes, se describen como seales digitales; los aparatos que producen estas seales se

llaman aparatos digitales. La mayora de los aparatos de medida actuales son del tipo analgico. Est aumentando la importancia de los instrumentos digitales, quiz principalmente debido al uso creciente de las computadoras digitales, tanto en los sistemas de reduccin de datos como en los automticos de control. Como la calculadora digital trabaja solo con seales digitales, cualquier informacin que se le suministre debe ser en la forma digital. La salida de la computadora tiene tambin forma digital. As, cualquier comunicacin con la computadora en el extremo de la entrada o de la salida debern darse en seales digitales. Como la mayor parte de las medidas actuales y aparatos de control son de naturaleza analgica, es necesario tener tanto convertidores analgicos a digitales (a la entrada de la computadora) como convertidores digitales a analgicos (a la salida de la computadora). Estos dispositivos sirven de "traductores" que permiten al calculista comunicarse con el mundo exterior, que es en su mayor parte de naturaleza analgica.

Captulo 10: Mantenimiento industrial. MedicionesEnlaces patrocinados

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1.- Presin La medicin de presin, junto a la de temperatura y nivel, son las variables de proceso ms utilizadas en los procesos industriales. La presin se define como fuerza ejercida sobre una superficie por unidad de rea. En ingeniera, el trmino presin se restringe generalmente a la fuerza ejercida por un fluido por unidad de rea de la superficie que lo encierra. De esta manera, la presin (P) de una fuerza (F) distribuida sobre un rea (A), se define como:

Existen muchas razones por las cuales en un determinado proceso se debe medir presin. Entre estas se tienen: Calidad del producto, la cual frecuentemente depende de ciertas presiones que se deben mantener en un proceso. Por seguridad, como por ejemplo, en recipientes presurizados donde la presin no debe exceder un valor mximo dado por las especificaciones del diseo. En aplicaciones de medicin de nivel. En aplicaciones de medicin de flujo. La presin puede medirse de dos maneras, la primera en trminos absolutos, y la segunda en trminos relativos. La presin absoluta se mide con relacin al cero absoluto o vaco total. La presin relativa se mide con respecto a la presin atmosfrica, es decir, su valor cero corresponder al valor de la presin absoluta atmosfrica. La presin atmosfrica es la que ejerce la masa de aire de la atmsfera terrestre sobre su superficie, medida mediante un barmetro. A nivel del mar, la presin atmosfrica es de aproximadamente 760 mm de Hg absolutos, que es equivalente a 14,7 psi. Otro tipo de medida de esta variable, frecuentemente usada es la presin diferencial, que consistir en la medida de la misma entre dos puntos de un proceso. La presin de vaco es aquella que se mide como la diferencia entre una presin atmosfrica y la presin absoluta (cero absoluto). Presin manomtrica. Es la presin medida con referencia a la presin atmosfrica la diferencia entre la presin medida y la presin atmosfrica real. Como sta es variable, la comparacin de valores medidos en diferentes intervalos de tiempo, resulta incierta. Presin hidrosttica. Es la presin existente bajo la superficie de un lquido, ejercida por el mismo. Presin de lnea. Es la fuerza ejercida por el fluido, por unidad de superficie, sobre las paredes de una conduccin por la que circula.

Presin diferencial. Es la diferencia entre un determinado valor de presin y otro utilizado como referencia. En cierto sentido, la presin absoluta podra considerarse como una presin diferencial que toma como referencia el vaco absoluto, y la presin manomtrica como otra presin diferencial que toma como referencia la presin atmosfrica. En el sistema Internacional de Unidades, la unidad de medida de presin es el Pascal (Pa), que se define como la fuerza ejercida por un Newton (N) sobre un rea de un metro cuadrado (m2). O sea, Pa = N/m2. Esta es una unidad de presin muy pequea, pero el kilo pascal (KPa), 1.000 Pa, permite expresar fcilmente los rangos de presin comnmente ms usados en la industria. Otras de las unidades utilizadas son el Kilogramo por centmetro cuadrado (Kg/cm2); libras por pulgada cuadrada (Psi); bar, y otros. Instrumentos para medicin de la presin a. Instrumentos mecnicos Los instrumentos mecnicos utilizados para medir presin cuyas caractersticas se resumen en la tabla 64, pueden clasificarse en:

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Columnas de Lquido: Manmetro de Presin Absoluta. Manmetro de Tubo en U. Manmetro de Pozo. Manmetro de Tubo Inclinado. Manmetro Tipo Campana. Instrumentos Elsticos: Tubos Bourdon. Fuelles. Diafragmas.

b. Instrumentos electromecnicos y electrnicos Los instrumentos electromecnicos y electrnicos utilizados para medir presin pueden clasificarse en: Transmisores electrnicos de equilibrio de fuerzas. Medidores de Esfuerzo (Strain Gages) Transductores de Presin Resistivos Transductores de Presin Capacitivos Transductores de Presin Magnticos Transductores de Presin Piezoelctricos c. Elementos Electrnicos de vaco Los elementos electrnicos de vaco se emplean para la medicin de alto vaco, son altamente sensibles y se clasifican: Mecnicos Medidor de McLeod Trmicos De Ionizacin

Captulo 11: Mantenimiento industrial. Medicin de flujosEnlaces patrocinados

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2.- Medicin de flujos

La medicin de flujo es uno de los aspectos ms importantes en el control de procesos; de hecho, bien puede ser la variable ms comnmente medida. Existen muchos mtodos confiables y precisos para medir flujo. Algunos son aplicables solamente a lquidos, otros solamente a gases y vapores; y otros a ambos. El fluido puede ser limpio o sucio, seco o hmedo, erosivo o corrosivo. Las condiciones del proceso tales como presin, temperatura, densidad, viscosidad, etc., pueden variar. Todos estos factores afectan la medicin y deben ser tomados en cuenta en el momento de seleccionar un medidor de flujo. Es necesario por lo tanto, conocer el principio de operacin y caractersticas de funcionamiento de los diferentes medidores de flujo disponibles. Sin tal conocimiento, es difcil seleccionar el medidor ms apropiado para una determinada aplicacin. Las aplicaciones ms habituales de este tipo de equipos en la industria consisten en: Medir las cantidades de gases o lquidos utilizados en un proceso dado. Controlar las cantidades adicionales de determinadas substancias aportadas en ciertas fases del proceso. Mantener una proposicin dada entre dos fluidos. Medir el reparto de vapor en una planta, etc. Como hemos dicho, en numerosos procesos industriales, los equipos para la medida de caudal constituyen la parte ms importante de la instrumentacin. El valor de un caudal se determina generalmente midiendo la velocidad del fluido que por una conduccin de una seccin determinada. Mediante ste procedimiento indirecto. , lo que se mide es el caudal volumtrico Qv, que en su forma ms simple, sera: Qv = A x V donde A es la seccin transversal del tubo y V la velocidad lineal del fluido. Una medicin fiable del caudal depender pues de la medicin correcta de los valores A y V. Si, por ejemplo, aparecen burbujas en el fluido, el trmino A de la ecuacin seria artificialmente alto. De igual forma, si se mide la velocidad como el desplazamiento de un punto situado en el centro del tubo y se introduce en la ecuacin anterior, el caudal Qv calculado seria mayor que el real, debido a que V debe reflejar la velocidad media de todo el frente del fluido al paso de una seccin transversal del tubo.

Instrumentos para medicin del caudal Existen diversas formas de evaluar la cantidad de volumen o masa de un determinado fluido, que pasa por una tubera por unidad de tiempo. De lo anterior podemos deducir que existen dos tipos principales de medicin de caudal, stas son: - Caudales Volumtricos. - Caudales de masa o Msicos. Los volumtricos a su vez se subdividen en: -. Caudal por Presin Diferencial. -. Turbinas. -. Medidores de Desplazamiento Positivo. -. Rotmetros. Dentro de la medicin por presin diferencial encontramos los elementos siguientes: -. Placa de Orificio

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-. Toberas -. Tubo de Venturi -. Uniwedge (Taylor) -. Tubo de Pitot -. Tubo Annubar Los cuatro primeros, se basan en el principio que puede demostrarse mediante la ecuacin de Benoulli, para una restriccin en el paso de fluido en una tubera, que cumplir con la siguiente ecuacin general:

Donde: Q : Caudal de fluido. K : Constante de proporcionalidad. P1: Presin aguas arriba de la restriccin. P2: Presin aguas abajo de la restriccin. Los instrumentos de medicin de caudales de masa, son de gran importancia en la industria, en razn del gran nmero de aplicaciones requeridas por este tipo de medicin entre las cuales figuran: los balances de masa efectuados en un proceso complejo. Existen dos grandes grupos de mediciones de caudal de masa, que son: Por Compensacin de la Medida Volumtrica. Por Medicin Directa. La Compensacin de la Medida Volumtrica, consiste en la adicin de un transmisor de densidad al medidor de caudal volumtrico existente en un proceso, y luego, aplicando la siguiente ecuacin obtendremos el caudal de masa: D = m/V m = V.D La implementacin de este mtodo se puede llevar a cabo mediante un transductor multiplicador, que permita la operacin expuesta en la relacin. La Medicin Directa, se podr realizar mediante una serie de elementos entre los cuales figuran: Medidores Trmicos. Medidores de Momento Angular. Medidores por Frecuencia Natural de Oscilacin.

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Medidores Trmicos. Se basan en el principio que establece que un cuerpo se calienta al pasar cerca de otro cuerpo a mayor temperatura. El sistema consiste en un manta de calentamiento aplicada en la parte exterior de la tubera que proporciona calor constante, y dos termocplas conectadas aguas arriba y aguas abajo de dicha manta; cuando el caudal sea bajo, la transferencia de calor ser ms efectiva. Medidores de Momento Angular. Se basan en el principio de conservacin del momento de los fluidos; stos constan generalmente de una turbina que se encuentra acoplada a un medidor del momento angular. En trminos comunes se puede decir, que el momento as medido ser directamente proporcional al caudal de masa del fluido. Medidores por Frecuencia Natural de Oscilacin. Medidor de caudal de masa directo que trabaja mediante el efecto que tienen las oscilaciones de frecuencia natural de vibracin con respecto al caudal de masa que pasa por tramo de tubera que est construido con materiales de buena elasticidad y de una forma geomtrica muy particular. La medicin directa de la masa de flujo evita la necesidad de utilizar clculos complejos y como estndar fundamental de medicin, la masa no deriva sus unidades de otra fuente ni se ve afectada por variaciones de temperatura o presin; tal constancia hace a la masa, la propiedad ideal para medir. El primer Medidor de Flujo Msico (MFM) fue desarrollado por la compaa Micro Motion y funciona segn el principio Coriolis. El medidor de Coriolis se basa en el teorema de Coriolis, matemtico francs (1795-1843) que observ que un objeto de masa m que se desplaza con una velocidad lineal V a travs de una superficie giratoria que gira con velocidad angular constante w, experimenta una velocidad tangencial (velocidad angular x radio de giro) tanto mayor cuanto mayor es su alejamiento del centro. Si el mvil se desplaza del centro hacia la periferia experimentar un aumento gradual de su velocidad tangencial, lo cual indica que se le est aplicando una aceleracin, que

es precisamente la aceleracin de Coriolis. Este fenmeno es el causante de que el remolino que se forma en el fondo de un depsito al vaciarlo, gira a derechas en el hemisferio Norte y a izquierdas en el hemisferio Sur. Asimismo todos los vientos de la circulacin general que soplan desde el Norte al Sur en el hemisferio Norte son desviados, debido a la rotacin de la Tierra de Oeste a Este, constituyendo los vientos predominantes de oeste. Por otro lado, el clebre pndulo de Foucault demuestra tambin el fenmeno. Otro tipo de medidor de caudal msico es el msico trmico, que estn basados en los principios de elevacin de la temperatura del fluido en su paso por un cuerpo caliente y en la prdida de calor experimentada por un cuerpo caliente inmerso en el fluido. Se reservan los medidores volumtricos para la medida general de caudal y se destinan los medidores de caudal msico a aquellas aplicaciones en que la exactitud de la medida es importante. Por otra parte, de acuerdo al principio de operacin, los medidores de flujo pueden ser agrupados de la siguiente manera: Medidores diferenciales (Head Meters). Medidores de desplazamiento positivo. Medidores de rea variable. Medidores volumtricos. Medidores de flujo msico. 3.- Medicin de nivel La medicin del nivel puede definirse como la determinacin de la posicin de una interfase que existe entre dos medios separados por la gravedad, con respecto a una lnea de referencia. Tal interfase puede existir entre un lquido y un gas, entre dos lquidos, entre un slido granulado o slido fluidizado y un gas, o entre un lquido y su vapor. Existen muchas situaciones en la industria petrolera donde estas interfases deben ser establecidas dentro de lmites especficos, por razones de control del proceso o de la calidad del producto. Hay una gran variedad de tcnicas por medio de las cuales se puede medir el nivel de lquidos o slidos en equipos de procesos. La seleccin de la instrumentacin adecuada depende de la naturaleza del proceso; del grado de exactitud y control requeridos y del aspecto econmico. Es muy importante que el usuario conozca los diferentes medidores disponibles, para que as pueda hacer una seleccin apropiada. A

continuacin se describen los principales mtodos e instrumentos utilizados en la medicin de nivel. Tipos de instrumentos para medir nivel Al igual que otras variables de proceso, el nivel puede ser medido por mtodos directos o mtodos indirectos. Los mtodos e instrumentos utilizados para medicin de nivel pueden clasificarse de la siguiente manera: Mtodos visuales. Instrumentos actuados por flotadores. Desplazadores. Instrumentos de nivel de tipo hidrostticos. Mtodos electrnicos. Mtodos trmicos. Mtodos snicos. Instrumentos fotoelctricos. Instrumentos radioactivos. La referencia (Creus, Antonio. INSTRUMENTACIN INDUSTRIAL) plantea que los instrumentos de medicin directa se dividen en: Sonda Cinta y plomada Nivel de cristal Instrumentos de flotador Mientras que los instrumentos que miden el nivel aprovechando la presin hidrosttica se dividen en: Medidor manomtrico Medidor de tipo burbujeo

Medidor de membrana Medidor de presin diferencial de diafragma

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La citada referencia clasifica tambin a los instrumentos de medicin de nivel segn las caractersticas elctricas del fluido en: Medidor resistivo Medidor capacitivo Medidor de radiacin Medidor conductivo Medidor ultrasnico Medidor de lser 4.- Medicin de temperatura La medida de temperatura constituye una de las mediciones ms comunes y ms importantes que se efectan en los procesos industriales. Las limitaciones del sistema de medida quedan definidas en cada tipo de aplicacin por la precisin, por la velocidad de captacin de la temperatura, por la distancia entre el elemento de medida y el aparato receptor y por el tipo de instrumento indicador, registrador o controlador necesarios; es importante sealar que es esencial una comprensin clara de los distintos mtodos de medida con sus ventajas y desventajas propias para lograr una seleccin ptima del sistema ms adecuado. La Temperatura es difcil de definir, ya que no es una variable tan tangible como lo es la presin, dado que en su caso, no podemos referirla a otras variables. La temperatura es un estado relativo del ambiente, de un fluido o de un material referido a un valor patrn definido por el hombre, un valor comparativo de uno de los estados de la materia. Por otra parte, si, positivamente, podremos definir los efectos que los cambios de temperatura producen sobre la materia, tales como los aumentos o

disminucin de la velocidad de las molculas de ella, con consecuencia palpable, tales como el aumento o disminucin del volumen de esa porcin de materia o posibles cambios de estado. Existen dos escalas de temperatura o dos formas de expresar el estado relativo de la materia, estas son: - Temperaturas absolutas - Temperaturas relativas Las escalas absolutas expresan la temperatura de tal forma que su valor cero, es equivalente al estado ideal de las molculas de esa porcin de materia en estado esttico o con energa cintica nula. Las escalas relativas, son aquellas que se refieren a valores preestablecidos o patrones en base los cuales fue establecida una escala de uso comn. En Sistema Mtrico Decimal, las escalas relativas y absolutas son: - la Escala Celsius o de grados Centgrados (relativa) - la Escala Kelvin (absoluta) La equivalencia entre las dos escalas es: Grados Kelvin = Grados Centgrados + 273 En el Sistema de Medidas Inglesas, su equivalente ser: - La Escala Fahrenheit (Relativa) - La Escala Rankine (Absoluta) la equivalencia entre estas dos escalas es: Grados Rankine = Grados Fahrenheit + 460 Por otra parte, las escalas Celsius y la Fahrenheit estn referidas al mismo patrn, pero sus escalas son diferentes. El patrn de referencia usado para su definicin fueron los cambios de estado del agua. Estos puntos son:CAMBIO DE ESTADO CELSIUS FARENHEIT

SOLIDO LQUIDO LIQUIDO - GAS

0 100

32 212

Como se puede deducir de la tabla anterior, por cada grado Celsius de cambio trmico tendremos 1,8 grados Fahrenheit de cambio equivalente. De todo esto, la equivalencia entre estas dos escalas ser: Grados Fahrenheit=Grados Celsius *1.8+32 Tipos de instrumentos para medir temperaturas El crdito de la invencin del termmetro se atribuye a Galileo en el ao 1592. Mejoras al diseo del termmetro de Galileo fueron introducidas por otros investigadores utilizando diversas escalas termomtricas, todas ellas basadas en dos o ms puntos fijos. No fue sino hasta el ao 1700, cuando Gabriel Fahrenheit produjo termmetros repetitivos y exactos. Fahrenheit utiliz una mezcla de agua y sal. Esta fue la temperatura ms baja que pudo reproducir, y la llam cero grados. Para la temperatura ms alta de su escala, utiliz la temperatura del cuerpo humano y la llam 96 grados. Esta escala de Fahrenheit gan popularidad principalmente por la calidad y repetibilidad de los termmetros construidos por l. Cerca de 1742 Anders Celsius propuso que el punto de fusin del hielo y el punto de ebullicin del agua fuesen utilizados como puntos iniciales y finales de la escala de temperatura, de esta manera el cero grado fue seleccionado como punto de fusin del hielo y 100 grados como punto de ebullicin del agua. Esta escala denominada Celsius, se le dio oficialmente el nombre en el ao 1948. Otras escalas de temperatura llamadas Kelvin y Rankine, introducen el concepto del cero absoluto y se utilizan como estndares en la termometra. Existen diferentes sensores que se utilizan en la industria de procesos para medir la temperatura, entre los que se pueden mencionar: - Termmetro de bulbo (lquido, gas y vapor). - Termmetros bimetlicos. - Termopares. - Termmetros de resistencia. - Termistores. - Pirmetros de radiacin.

La seleccin y especificacin apropiada de un instrumento de temperatura, depende mucho del conocimiento de los diferentes tipos de sensores disponibles, de sus limitaciones y de consideraciones prcticas.

Captulo 13: Mantenimiento industrial. Medidas de AnlisisEnlaces patrocinados

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En los apartados anteriores se ha estudiado la medicin y transmisin de las variables de proceso ms comunes que se encuentran en la industria: la presin, el caudal, el nivel y la temperatura. Existen otras muchas variables que son tambin de inters industrial y que pueden clasificarse como fsicas y qumicas. Las variables fsicas son aquellas relacionadas con las causas fsicas que actan sobre un cuerpo, con su movimiento o bien con las propiedades fsicas de las sustancias. Entre ellas tenemos: el peso, la velocidad, la densidad y el peso especfico, la humedad y el punto de roco, la viscosidad y la consistencia, la llama, el oxgeno disuelto, la turbidez y la radiacin solar. Las variables qumicas estn relacionadas con las propiedades qumicas de los cuerpos o con su composicin. Entre ellas se encuentran la conductividad, el pH, redox, y la composicin de los gases en una mezcla. Una variante muy especfica de las variables de proceso son las medidas de anlisis (variables fsicas y qumicas). En el mundo de las plantas industriales existen infinidad de variables que se pueden medir, siendo estas tan complejas como uno se pueda imaginar. No es misin de este curso el entrar en detalle sobre todas y cada una de las variables, as como en las posibles tecnologas. Tampoco existe una diferenciacin clara de cmo clasificar dichas tecnologas.

Un punto muy importante a tener en cuenta es que la mayora de los analizadores requieren de un sistema de extraccin de la muestra, de una lnea de transporte de la muestra y de un sistema de acondicionamiento de muestras. En algunos casos es ms importante el transporte y acondicionamiento que el propio analizador. Una posible clasificacin de las medidas de anlisis podra ser: Analtica de Agua-Vapor. Analtica de Emisiones. Analtica de otras propiedades fsicas-qumicas. A continuacin simplemente enumeramos las medidas de anlisis ms utilizadas en la industria y plantas de proceso, de acuerdo a la anterior clasificacin. Analtica de Agua-Vapor Los parmetros mas medidos en los ciclos agua-vapor son: Conductividad. pH. Oxigeno Disuelto. Ozono. Slidos en suspensin Slice. Cloro. Slice. Sodio. Fosfatos. Turbidez.

Hidrcida. Cloro. TOC (Carbono Orgnico Total) Hierro/Cobre. La misin principal de este tipo de analizadores, es la de controlar dichos parmetros, para poder proteger sistemas y avisar de la necesidad de tratar qumicamente los fluidos (dosificar), as como para comprobar la calidad de ciertos fluidos bien de consumo o de sus efluentes. Analtica de Emisiones y Condiciones Atmosfricas. Los parmetros ms medidos para la monitorizacin de emisiones son: Contenido de Oxigeno. COV (Compuestos Orgnicos Voltiles) CO. CO2. SO2. NOx. Opacidad (partculas).

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La misin principal de este tipo de analizadores, es la de controlar las emisiones a la atmsfera de las plantas industriales. Hoy en da, y sobre todo a partir de los requerimientos del protocolo de Kioto, estas medidas se estn requiriendo cada vez ms para poder controlar las emisiones. Dentro de este apartado, aunque no son especficamente emisiones, se podran incluir las condiciones atmosfricas, como:

Velocidad y Direccin del Viento. Pluviosidad. Humedad relativa Temperatura Ambiente. Radiacin Solar. Analtica de otros parmetros Fsicos-Qumicos Aparte de los parmetros anteriormente indicados, que quizs sean los ms empleados en la mayora de las plantas de proceso, existen otros muchos parmetros ms especficos dependiendo del tipo de proceso. Entre otros se podran enumerar: Pour Point (Refinacin y Petroqumicas). Presin de Vapor Reid PVR (Refinacin y Petroqumicas). Punto de Inflamacin (Refinacin y Petroqumicas). Punto de Nube (Refinacin y Petroqumicas). Punto de Congelacin (Refinacin y Petroqumicas). Viscosidad (Refinacin y Petroqumicas). Color (Refinacin y Petroqumicas). Poder Calorfico (Refinacin y Petroqumicas). Indice de Wobbe (Refinacin y Petroqumicas). Punto de destilacin (Refinacin y Petroqumicas). H2S en Hidrocarburos (Refinacin y Petroqumicas). Azufre Total en Hidrocarburos (Refinacin y Petroqumicas). Hidrocarburos en Agua (Refinacin y Petroqumicas).

Cromatografa de gases (composicin de gases). ndice de refraccin (Refinacin y Petroqumicas). Monitor de sal en crudo (Refinacin y Petroqumicas). Humedad relativa en gases (Refinacin, Petroqumicas, Plantas de prod. Gases, etc.). Punto de Roco en gases (Refinacin, Petroqumicas, Plantas de prod. Gases, etc.). Pureza de Oxigeno (Plantas de prod. Gases). Trazas de N2 en corriente de Argn (Plantas de prod. Gases). Pureza de O2 (Plantas de prod. Gases). Trazas de O2 (Plantas de prod. Gases). Densidad en lquidos Deteccin de Interfases. Consistencia (Papeleras). Blancura (Papeleras). Por ltimo otra variante de los analizadores son los detectores de gases y fuego. Estos son utilizados en las plantas para detectar fugas de gases peligrosos para el cuerpo humano (H2SO4, HF, Amoniaco, etc.), o por posibles explosiones (gases de hidrocarburos, etc.)

Captulo 14: Mantenimiento industrial. Elementos de controlEnlaces patrocinados

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ELEMENTOS FINALES DE CONTROL En la mayor parte de los procesos industriales aparecen lazos de control formados por tres elementos tpicos: transmisor, regulador y vlvula. Actuando conjuntamente garantizan una operacin controlada y eficiente de la planta junto con otros equipos automticos Los avances de la electrnica en la instrumentacin industrial han ido desplazando a la neumtica clsica que fue pionera en la automatizacin. Ms recientemente la incorporacin de la electrnica digital permite usar transmisores inteligentes, sistemas de control distribuido y avanzado optimizando, an ms, los procesos de produccin. Todas estas novedades, que se desarrollan a alta velocidad, concentran la atencin de los ingenieros de control a la hora de definir y disear los sistemas, dedicando menos tiempo y atencin a las vlvulas de control. Una especificacin superficial de las vlvulas, bien en fase de proyecto en fase de compra, dejara la seleccin a una arriesgada ingeniera de precio donde no se valore adecuadamente la visin global del sistema de control y sus objetivos. A diferencia de otros instrumentos, la vlvula de control est siempre modulando energa y es pieza clave que puede minimizar la eficacia de un sistema de control sofisticado y caro. Es por esto la necesidad de elevar el nivel de exigencia en los criterios de seleccin de las vlvulas de control para lo que se requiere una mayor formacin y conocimiento de su tecnologa, que tambin ha evolucionado en los ltimos aos como consecuencia de un mayor conocimiento de los fenmenos fsicos que tienen lugar en plantas donde se trabaja a altas presiones y temperaturas, los nuevos materiales disponibles y la mejora en los sistemas de clculo. El objetivo de este apartado es el apreciar la importancia que tienen las vlvulas de control dentro de los procesos industriales y tener una breve idea de los tipos a emplear en control. En cuanto a constitucin mecnica, las vlvulas de control tienen las mismas configuraciones que las vlvulas manuales, es decir, pueden ser del tipo: Globo o asiento. Mariposa.

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Diafragma. Etc. Dentro de las vlvulas de control se podran distinguir dos tipos en funcin del tipo de control: Vlvulas Todo-Nada Vlvulas de Control. La principal diferencia entre una y otra, es que la primera solamente acta en dos posiciones, o abierta o cerrada y se suele utilizar en controles on-off. La segunda se utiliza para el control continuo de procesos y est continuamente modulando y buscando la posicin de equilibrio requerida por el sistema.

Un factor muy importante en las vlvulas de control es su especificacin, para ello se deben tener en cuenta una serie de factores importantes.

A continuacin se dan unas pautas para la especificacin y seleccin de las vlvulas.

Captulo 15: Mantenimiento industrial. Nivel de suministroEnlaces patrocinados

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Define la cualificacin del proveedor en cuanto l conjunto de medios que pueda ofrecer en el proceso de especificacin. Fabricacin, entrega y garanta post venta. Se concreta en:

- Poseer un manual de garanta de calidad - Medios humanos y tcnicos para: Pruebas e inspecciones (hidrulicas, criognicas, funcional, etc) Ensayos de resistencia, dureza, etc. Ensayos no destructivos. Procedimientos y personal homologado. - Control de documentacin: Certificados de todo tipo bajo normas: ANSO-DIN-ISO. Certificados normativas PED y ATEX Planos dimensionales Instrucciones de mantenimiento y montaje Lista de despieces Estudio informatizado de recambio recomendados con criterios de intercambiabilidad -Disponibilidad de asistencia tcnica Durante la fabricacin y mantenimiento posterior - Posibilidad de reposicin y/o suministro: Tanto de vlvulas como de piezas de recambio Stock en bruto y piezas acabadas. SISTEMAS DE CONTROL El objetivo de este punto no es el explicar en detalle lo que es un sistema de control, ni como se debe especificar, sino que se entienda como se integra dentro de todo lo que hemos hablado hasta ahora, es decir cmo se cierra el crculo desde un instrumento que mide la variable de proceso, hasta el elemento final de control, pasando por el sistema de control.

Los sistemas de control tienen la misin de recibir las variables de proceso procedentes de los instrumentos, procesarlas, ejecutar rdenes y gestionar las salidas a los elementos finales de control (control o todo-nada). Como informacin y cultura general, a continuacin se dan unas fechas de la evolucin que pueden ser interesantes: Etapa inicial: 1958 a 1964 Ordenador Centralizado: 1965 a 1970 Miniordenadores: 1971 a 1975 Control Distribuido: desde 1975 A grandes rasgos existen dos posibilidades a la hora de seleccionar el tipo de sistema de control a utilizar, por una parte estn los Controladores Lgicos Programables (PLCs) unidos a un SCADA (Supervisory Control and Data Adquisition), y por otra estn los SCDs (Sistemas de Control Distribuido). Existe un gran debate abierto sobre la conveniencia de utilizar uno u otro, especialmen