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TANQUE PROTOTIPO PARA PROCESO DE INMUNIZADO.

Informe de AvancesEste informe de avances pretende hacer saber al lector en que estado se encuentra el

desarrollo del sistema de preservado. Como primera medida se tiene para este reporte,

una explicación en detalle del funcionamiento del tanque prototipo de preservado.

Complementado la explicación, se informara cuales son los métodos de preservado que se

usan actualmente en las empresas transformadoras de guadua y cuales son las

desventajas de estos métodos que el tanque de pruebas quiere mejorar, ademas se

incluirá el porque se hacer el control de pH de forma automatizada. Los factores a mejorar

son: la seguridad industrial, normas de seguridad para el operario, aplicación con exactitud

de un control de pH y estandarización del proceso en cuanto a normas de calidad.

Un componente que hace parte importante de este informe, es la entrega de planos

detallados con todas las medidas que al tanque de preservado conciernen.

CENTRO DE AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS CAP

ING. LUIS MIGUEL GONZÁLEZ PÁGINA 1

Descripción del sistema.

Este conjunto de elementos tiene como fin hacer un proceso de preservado de la guadua.

Con el objetivo de lograr óptimos resultados a la hora de hacer una implementación real

del sistema, se deben hacer pruebas previas para garantizar el funcionamiento estable y

libre de errores. Por lo mencionado se hace necesario la construcción de un tanque de

pruebas o tanque prototipo, que permita al investigador manipular los factores que actúan

en el proceso de inmunizado, de forma tal, que al final del proceso de pruebas se tengan

teorías validas y seguras para aplicarlas al proceso industrial en la cadena de transforma-

ción de guadua.

Su función principal es recibir la guadua proveniente del eslabón previo en la cadena de

producción, (Lavado) hacer que la guadua absorba el químico preservante, teniendo en

cuenta los criterios de preservado previamente establecidos por el operario o director del

proceso. Ademas el sistema estará haciendo una excelente conjugación de los elementos

que componen esta etapa, como son: bomba de circulación de solución, calentador, tapa

de guarda, etc. Acto seguido el sistema en-

tregara a la etapa del proceso siguiente

(Difusión Celular) la guadua con el elemen-

to preservante inmerso dentro de si. Este

sistema de preservado funciona gracias a

que cuenta con una serie de elementos

adicionales que convergen en un mismo

punto con el fin de optimizar el proceso, los

elementos adicionales con que este siste-

ma cuenta, serán totalmente controlados

por el elemento central de procesamiento

electrónico de información.

Un factor fundamental a tener en cuenta en el desarrollo del tanque de pruebas, o tanque

prototipo, es que este sistema proporcionara todos los datos que se necesiten para un pro-

ceso exitoso de inmunizado, tales como; temperatura y ángulo de inclinación de la guadua



Figura # 1. Vista preliminar de tanque de pruebas

óptimos y como se relacionan estas dos ultimas variables. De antemano de sabe que el

valor del pH de la solución debe estar entre 5.5 y 6.0 para lograr resultados exitosos, claro

esta que este valor esto sujeto a variaciones dependiendo del químico con que se trabaje.

Detalles de funcionamiento del Sistema.

Este desarrollo se lleva a cabo haciendo uso de variados elementos como lo son: un calen-

tador de la solución, un tanque almacenador de liquido, una bomba de circulación de agua,

rejas deslizantes, un tanque dosificador y una tapa de guarda. La función de estos elemen-

tos se explica con mas detalle en párrafos siguientes. El proceso interno de preservado se

lleva a cabo de la siguiente manera. Primero el elemento electrónico controlador de infor-

mación toma los datos de los valores de las variables involucradas dentro del proceso, es-

tas son; nivel de pH y temperatura de la solución química inmunizante. Una vez obtenidos

estos datos procede a ejecutar la acción de control, esta puede ser, agitación del agua, ca-

lentamiento o enfriamiento de

la mezcla, y/o adición de com-

ponente químico. Esto se hace

con la ayuda los otros dispositi-

vos que interactuan en la etapa

de inmunizado. La explicación

anterior se puede percibir de

una mejor forma en el diagra-

ma de bloques que se ve en

esta pagina.



Figura Numero 2. Diagrama de Bloques Funcionales

Partes que componen el sistema de preservado y sus funciones.

A continuación se mostrara de una manera muchas mas clara, cuales son los elementos

adicionales en el proceso de preservado y cuales son sus funciones especificas.

1. Tanque almacenador.

Recipiente almacenador de químico

inmunizante para la guadua, será ahí

donde se instalen los sensores y

elementos necesarios para el control, así

como también los diferentes actuadores

para ejecutar las acciones de control.

2. Rejas deslizantes.

Instaladas con el fin de proporcionar a la

guadua un ángulo de penetración

variable, para la salida de aire que se

encuentra almacenado en los

“Canutos”. El ángulo adecuado aun es desconocido.

3. Tapa de guarda.

Como se sabe de antemano, en cualquier proceso que involucre calentamiento de líquidos

hay una generación de calor y vapores, este elemento actúa como preservante de calor al

interior del tanque, ademas que proporciona seguridad para el operario encargado.

4. Bomba recirculadora.

El liquido preservante debe ser recirculado con cierta frecuencia, esto con el fin de mejorar

el proceso y de hacer que la mezcla sea homogénea en todo punto del tanque,

garantizado la calidad en el proceso de inmunizado. Adicionalmente la labor de la bomba

es llevar la solución al calentador cuando el controlador electrónico así no indique.

5. Calentador de solución.

Elemento encargado de calentar la mezcla química con orden del elemento controlador. En

este punto se debe tener en cuenta el modelo de transferencia de calor del sistema con el

medio para no hacer redundancia en el calentamiento.



Figura Numero 3. Detalles y partes de funcionamiento.

6. Tanque dispensador.

Este elemento proporciona a la solución el componente químico que haga falta en

cualquier instante a lo largo del proceso, su control también estará a cargo del controlador

electrónico.

Vista interna del tanque de pruebas para el proceso de preservado.

La vista que se presenta en este párrafo, pretende dar al lector una visión al interior del

tanque de inmunizado. La imagen que se observa al lado derecho del parrado se

denomina, “vista en corte”. El lector puede observar que hay una pieza que corta en 45

grados el tanque, este elemento hace

que a la guadua se le pueda cambiar el

ángulo de penetración del liquido

inmunizante en cualquier momento,

esto se hizo con el propósito de

determinar cual es el ángulo optimo.

Adicionalmente al interior del tanque

prototipo se instalara unas guías de

ángulo, estos elementos son los

encargados de dar y mantener la altura

a las “Rejas Deslizantes (2)” para así

lograr un ángulo de penetración

diferente para cada prueba.



Figura Numero 4. Vista de Corte de Tanque Prototipo.

Ventajas al desarrollar un tanque prototipo para el proceso de preserva-do de la guadua.

En esta parte del documento lo que se pretende es documentar al lector porque y para que

es necesario construir e implementar un tanque prototipo de preservado.

Un elemento de pruebas o prototipo ayuda a disminuir en una cuantía significante los cos-

tos de implementación y mantenimiento de maquinaria, o de cualquier nuevo componente

activo dentro de cualquier cadena de producción, el este caso, se esta hablando de la ca-

dena de preproduccion de guadua.

Dado que el centro piloto para la transformación de guadua estará en el municipio de

Buga, el costo que requiere hacer un viaje para poner a punto la maquinaria será

significativamente alto, hablando en términos de tiempo y dinero. De tal forma que

desarrollar un elemento de pruebas en las mismas instalaciones de la universidad será de

gran ayuda para investigador y hará que los resultados de la investigación se vean en un

periodo de tiempo mucho menor.

Un valor agregado que tiene el tanque prototipo de inmunizado es que se pueden hacer

pruebas con guaduas de longitud variable, dentro del tanque se puede mirar cual es la

diferencia en el porcentaje de preservado haciendo pruebas con guaduas de una longitud

entre 1.00m y 2.00 metros, se pretende dictaminar en que medida afecta el ángulo de

inclinación de la guadua dentro del tanque..

No hay una norma, regla o documento que dictamine cual es el ángulo de inclinación que

la guadua debe tener al momento de estar inmersa en el tanque de inmunización, por tal

motivo se hace necesario trabajar con un ángulo de inclinación de posición de la guadua

variable dentro de tanque. Esta característica del sistema se explico paginas atrás. La

pregunta que se genera a partir de esto es: porque variar el grado de inclinación de la

guadua para sumergirla en el tanque?. La respuesta esta en que la guadua al interior de

ella tiene cámaras de aire, llamadas “canutos”, lo que espera es que la solución

inmunizante llegue a todos los espacios de la guadua, entonces es necesario que el aire



salga del interior de la guadua de forma similar a como ocurre con una botella sumergida

en agua. Lo que se pretende es que esos espacios de aire sean eliminados para dar paso

a la solución que se encarga de preservar la guadua. Con las imágenes siguientes se

planea dar una mejor explicación del porque del ángulo de inclinación.

Porque no hacer mediciones con guaduas de mas de 2.00m de longitud?. Previamente se

ha establecido que haciendo pruebas con guaduas entre 1.00m y 2.00m, se pueden

obtener datos que respalden las teorías conocidas con buen grado de exactitud y

confiabilidad. Hacer pruebas con guaduas de largo superior a 2.00m no trae ningún

beneficio adicional y ademas incrementa los costos de implementación y mantenimiento

del tanque en una cuantía significante.

La seguridad industrial y es uno de los factores que preocupa sobremanera a los

propietarios de las empresas transformadoras de guadua. Uno de los objetivos

fundamentales del trabajo investigativo en el tanque prototipo es fijar todas las normas y

estándares se seguridad que se deben tener en cuenta para el manejo de este tipo de

procesos.



Figura Numero 5.1. Sentido de salida de aire al interior de la guadua.

Figura Numero 5.0. Estado de ingreso al tanque

Porque hacer un control de pH electrónico automatizado.

El control de pH de la solución química para preservado es algo que los empresarios

transformadores de guadua quieren implementar. Porque hacer un control de pH

totalmente automatizado y controlado por un elemento electrónico?. No se trata de quitar el

trabajo del hombre o de desplazarlo, lo que se pretende es lograr una exactitud a la hora

de hacer un control de pH, usando un controlador autónomo electrónico, se puede

garantizar un margen de error muy bajo. Usando un elemento de control autónomo

electrónico se eliminan muchos de los errores que el hombre pueda cometer cuando este

mismo realiza el control. El control electrónico aumenta la productividad dentro de la

cadena productiva, ya que hay menos desperdicio de material y las mediciones se hacen

mas exactas, trayendo como consecuencia una reducción en tiempo y en costos de

producción.

Antecedentes: que métodos se están usando hasta la fechas para el preservado de la guadua.

Inmunizado:

Para el proceso de inmunizado, las empresas transformadoras de guadua cuentan la ma-

yoría con una piscina (Ver Figura 6) escavada en la tierra de 7m de largo por 1,8m de an-

cho y 1,5m de profundidad; con capacidad para 120 guaduas, la cuál está recubierta con

una lona plástica vulcanizada donde se vierte el pentaborato (composición: 3% bórax y 3%

ácido bórico); el cual tiene un tiempo de vida útil de 6 meses aproximadamente, con un

costo de $3 millones dado el tamaño de esta piscina.

Inicialmente la piscina no se encontraba cubierta, lo cual generó que la mezcla se dañara y

debería ser sustituida con tan solo 2 meses de uso. Actualmente ésta cuenta con un techo

que la protege de la lluvia. Sin embargo, no hacen controles periódicos en laboratorio del

PH de la concentración. Las guaduas deben permanecer sumergidas durante 4 días.



Drenado de Inmunizante:

Una vez las guaduas han sido inmunizadas, son colocadas en los burros durante 2 días

para retirar el exceso de inmunizante. Posteriormente son llevadas a la cámara de secado.

Inmunizado para latas:

Posteriormente de la etapa de cepillado las latas son inmunizadas en la piscina con penta-

borato. Las dejan sumergidas durante 8 horas; a diferencia de la guadua rolliza que tarda 4

días.

Uno de los factores que preocupa en este proceso es el de la seguridad de las personas

que controlan el procesos de inmunizado, ya que tienen que estar continuamente

expuestas a este componente químico, afectando esto la salud del operario.



Techo

Piscina

Figura Numero 6. Piscina para Inmunizado de Guadua

Antecedentes: tanques de preservado actuales.

Preservado por Inmersión. En los tanques mostrados en las figuras de esta pagina se lleva a cabo el proceso de pre-servación por inmersión, este método consiste en introducir la guadua previamente aguje-rada por los tabiques (nudos de la guadua) preferiblemente con una varilla puntiaguda de 12.7 mm (1⁄2") ó con broca soldada a la punta de una varilla 1⁄2 “ y utilizar taladro, luego

sumergir en un tanque que contiene la so-lución de ácido bórico y bórax en relación 1:1 que podría oscilar entre el 2 al 4%, por ej: sí fuera 4%, la relación sería 2 y 2% (de ácido bórico y bórax); dejando allí la gua-dua en exposición prolongada por 8 días, porque es el tiempo mínimo requerido, don-de la guadua deja de absorber la solución.

La problemática que se presenta en este

tipo de diseños de tanque de preservado,

es que se debe ejercer una gran presión

sobre las guaduas a sumergir con el fin de

contrarestar al fuerza que produce el aire

que esta dentro de los canutos, cuando

trata subir a la superficie. Es por esta ra-

zon que parte de la guadua queda con po-

co liquido inmunizante. Con el nuevo tan-

que de preservado se quiere garantizar

que gran porcentaje de la guadua quede

totalmente inmunizada después del proce-

so.



Figura Numero 7. Tanque preservado estándar.

Figura Numero 8. Tanque preservado.

Planos y medidas en detalle de tanque prototipo de preservado.

Surtidor.



Rejas deslizantes.

Rieles de soporte para rejas.



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