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CNO: 3110. REDES Y SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE FLUIDOS. MÓDULO 1. MECÁNICA DE FLUIDOS. UNIDAD DIDÁCTICA 1. PARÁMETROS BÁSICOS. Los parámetros básicos de los fluidos son: Presión. Caudal. Temperatura. Vamos a describir cada uno de ellos, más detalladamente. Presión. La presión puede definirse como una magnitud que sirve para medir la fuerza por cada unidad de superficie. La dirección de la fuerza es perpendicular a dicha superficie. Su unidad de medida es el Pascal, que es una fuerza de un Newton (N) ejercida sobre una superficie de un metro cuadrado. El símbolo del pascal es Pa. La fórmula de la presión es:

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CNO: 3110. REDES Y SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE FLUIDOS.

MÓDULO 1. MECÁNICA DE FLUIDOS.

UNIDAD DIDÁCTICA 1. PARÁMETROS BÁSICOS.

Los parámetros básicos de los fluidos son:

Presión. Caudal. Temperatura.

Vamos a describir cada uno de ellos, más detalladamente.

Presión.

La presión puede definirse como una magnitud que sirve para medir la fuerza por cada unidad de superficie. La dirección de la fuerza es perpendicular a dicha superficie.

Su unidad de medida es el Pascal, que es una fuerza de un Newton (N) ejercida sobre una superficie de un metro cuadrado.

El símbolo del pascal es Pa.

La fórmula de la presión es:

P= Presión (N/m2)F= Fuerza (N)S= Superficie (m2)

Para medir la presión, tenemos que tener una referencia de partida para empezar a medir. Por eso es preciso definir la llamada presión absoluta. La presión absoluta es la presión medida con referencia al vacío absoluto.

También tenemos que definir la presión manométrica, que es la presión medida con respecto a la presión atmosférica.

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Cuando un manómetro para medir la presión está abierto a la atmósfera, marcaremos el valor cero por defecto. Cuando se conecta a un sistema, el manómetro marca la presión con respecto a la atmosférica.

En caso de que el valor de la presión del sistema sea inferior al atmosférico, el manómetro marca el valor cero.

Caudal.

Caudal es la cantidad de agua que mana o corre, y es la cantidad de fluido que pasa por unidad de tiempo.

Para medir el caudal de un fluido multiplicamos la sección por la velocidad:

Q = Caudal (m3/s)S = Sección (m2)C = Velocidad (m/s)

El flujo es aquel que fluye con respecto a un contorno, es decir, el fluido circula en un medio.

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El fluido por el interior de una tubería, el aire que sale del ventilador son ejemplos de flujos de medios, como el líquido y el aire.

En el funcionamiento de redes de fluidos, es primordial saber la clasificación del flujo, que puede ser de dos tipos:

Flujo permanente. Sus características no varían en el tiempo al tomar cualquier valor en cualquier sección de un conducto.

Flujo transitorio. Sus características si varían en el tiempo.

Es necesario conocer de qué manera se mueve el fluido dentro del conducto.

Régimen laminar. El fluido se mueve por capas de manera ordenada, siguiendo sus partículas una dirección.

Régimen turbulento. Las partículas se mueven de forma caótica.

También debemos contemplar la viscosidad, que es la oposición del fluido a su deformación.

Debemos tener en cuenta que cada fluido tiene unas características. Debemos utilizar el fluido adecuado para obtener los resultados deseados.

Un ejemplo a la hora de utilizar un fluido es la comprensibilidad: es la capacidad que tiene un fluido de variar su volumen cuando ejercemos una presión que va en incremento.

La turbulencia es una partícula con una velocidad determinada es distinta a las demás partículas adheridas a esta. Esta diferencia de velocidades entre partículas origina un par de fuerzas que hacen girar a la partícula de forma desordenada.

Estos movimientos se producen en el arranque de las bombas hidráulicas.

Para calcular y obtener unos resultados óptimos a la hora de diseñar una red de fluidos, tenemos que tener en cuenta las características de esos fluidos, así como la presión, el caudal, el movimiento del fluido, el régimen de trabajo y la temperatura.

Temperatura.

La temperatura es una magnitud física relacionada con la energía interna de un sistema.

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Está relacionada con el movimiento de las partículas, las vibraciones, etc. Cuanta más energía interna tiene un sistema, mayor temperatura posee. Cuando nos referimos a un sistema fría, decimos que tiene menos temperatura.

Para poder medir esta magnitud partimos de un cero, el cero Kelvin. Cero grados centígrados equivalen a +273 K.

La temperatura se mide según el sistema donde nos encontramos: en grados Celsius, Kelvin o Fahrenheit.

Para poder medir la temperatura, utilizamos unos dispositivos llamados termómetros, que tienen una escala graduada, la escala de grados Celsius. Contienen mercurio en una ampolla de cristal.

Actualmente existen, además de los termómetros tradicionales, una gran diversidad de dispositivos para medir la temperatura: los termómetros digitales, los medidores láser, las sondas de temperatura, etc.

Las unidades de medida son las siguientes:

Grado Celsius. También denominado comúnmente grado centígrado, utilizamos como referencia los puntos de fusión y ebullición del agua. Se toma por tanto la escala desde cero grados centígrados hasta cien grados centígrados.

Fahrenheit. Es una unidad de medida utilizada solamente en Estados Unidos.

Kelvin. Es la unidad de medida utilizada por el sistema internacional, situando el cero absoluto para tomar como referencia la escala Celsius. Es decir, el cero grado centígrado equivalen a +273 K. Por tanto, los 100 grados centígrados de la escala Celsius equivalen a 373 K.

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UNIDAD DIDÁCTICA 2. SIMBOLOGÍA DE INSTALACIONES DE FLUIDOS, LÍQUIDOS Y GASEOSOS.

Para poder interpretar, analizar y obtener una visión completa del funcionamiento de una instalación de fluidos, es necesario conocer cada elemento en profundidad.

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Para ello es necesario comprender la simbología utilizada, que caracteriza e identifica a cada elemento.

La simbología, a la hora de plasmar cada elemento, cada color y cada accesorio, está regulada por las normas UNE, DIN y NTE.

Norma UNE 1063. Colores para instalación de fluidos.

Para identificar el tipo de fluido que circula por la tubería, asignamos colores, siendo un color básico, el que define el tipo de fluido; un color accesorio el que define el estado del fluido y un signo de peligro, en caso de existir el mismo.

Norma UNE 1- 102. Instalaciones de calefacción y fontanería.

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Simbología en las instalaciones hidráulicas.

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UNIDAD DIDÁCTICA 3. INSTALACIONES TIPO.

Instalación de gas.

Existen dos tipos principales de instalaciones de gas que serían los siguientes:

De gas canalizado, en el cual el propano o el gas natural sería el principal compuesto en este tipo de instalación.

La de botella de butano o propano, es la instalación más sencilla y común.

La principal diferencia entre los dos tipos de instalación es que, en la instalación de gas canalizado, el producto es abastecido por la compañía hasta la entrada de la instalación receptora. En la segunda instalación, el cliente es quien tiene que aportar el producto (la botella de gas propano o butano). En ambos casos deben realizarse inspecciones periódicas en ambos tipos de instalaciones cada 5 años.

Los ejemplos de una instalación de gas se pueden encontrar en muchos hogares. Por ejemplo, las calderas de gas comunitarias, de más de 70 kW. Tienen una caldera central en el bloque de viviendas, que calienta agua y produce tanto agua caliente sanitaria como calefacción para los habitantes de dichas viviendas.

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Instalación de agua.

Las instalaciones más comunes son las de agua caliente por generación instantánea. El agua caliente se obtiene de las calderas de gas. Dicha caldera se acciona cuando abrimos un grifo de agua caliente de la instalación. Al disminuir la presión del agua, el quemador de gas calienta un serpentín por donde circula el agua y la calienta. Son calderas de bajo costo y de gran utilidad en las viviendas.En otras instalaciones se pueden encontrar calderas mixtas, que aportan al mismo tiempo agua caliente y calefacción. Estas calderas contienen dos circuitos conectados con un intercambiador de calor. Si funciona la calefacción es porque existe una demanda de agua caliente sanitaria. El agua de esta se desvía hasta el intercambiador de esta instalación. Se calienta el agua de la red para proveer agua caliente sanitaria. Cuando terminamos de usarla, el agua caliente de calefacción reanuda su trabajo y vuelve a calentar los elementos de calefacción.

En las viviendas, las instalaciones de agua más comunes son las que cubren las necesidades de higiene y consumo.

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Instalaciones de climatización.

La función de las instalaciones de climatización es mantener la temperatura y la humedad del aire dentro de los límites deseados. Dichas instalaciones son diseñadas para proporcionar un bienestar a las personas que las usan. Se emplean tanto en verano como en invierno. Los sistemas de climatización se pueden clasificar según la forma de enfriar o calentar el aire, y para ello se utilizarán los siguientes equipos:

Equipos de ventana (compresores). Equipos de agua (fan coils). Equipos de aire (split y compresor).

En estos sistemas, aspiramos el aire exterior, a través del compresor, tratamos el aire y lo expulsamos hacia los locales de uso mediante el split.

Instalaciones de aire comprimido.

El aire comprimido es un elemento muy habitual en todo tipo de instalaciones industriales. Normalmente, se emplea para obtener trabajo mecánico. Se utiliza como fluido el aire, que es comprimido. En función de la presión a la que se encuentre, se utilizará para mover pequeños cilindros o grandes máquinas.

Las máquinas de soplado serían un claro ejemplo de ello. A través de un molde cerrado, soplamos aire a 30 bares en su interior e inyectamos plástico. Al soplar conformamos la botella de plástico.

Como elemento principal se encuentra el compresor, que se encarga de coger aire del exterior y comprimirlo. Posteriormente, pasamos el aire comprimido a un tanque donde se condensa el agua que contenía el aire. Una vez que el aire queda libre de humedad, se transporta en tuberías y llega a los actuadores, como son los cilindros o los motores neumáticos. Estos elementos son los encargados de convertir la presión del aire en movimientos mecánicos.

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Otro ejemplo más común sería la cabina de pintura, donde se utiliza el aire comprimido para inyectar pintura. La pintura se expande de manera uniforme sobre la superficie que se va a pintar.

MÓDULO 2. ELEMENTOS DE INSTALACIONES DE FLUIDOS.

UNIDAD DIDÁCTICA 1. DEPÓSITOS, TANQUES Y RECIPIENTES.

Depósitos.

Los depósitos son recipientes, por lo general, cerrados de forma hermética, que sirven para contener un fluido, ya sea líquido, gas o una mezcla de ambos. En función del material que vaya a contener éste, se pueden diferenciar depósitos compuestos de acero inoxidable o de mezcla de plástico.

Para fabricar un depósito tenemos que tener en cuenta los siguientes factores:

En primer lugar, se observará si el contenido va a ser líquido, ya que la presión varía según la altura del depósito. Por lo tanto, se realizarán cilíndricos o de base redonda.

Por otro lado, si el depósito va a contener gas, la presión será constante, por lo tanto, puede realizarse con forma cilíndrica o esférica, y tanto en vertical como en horizontal.

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Tanques.

Un tanque se utiliza para contener o almacenar un fluido. Existen multitud de tanques, pero los más comunes son los hidráulicos.

Por lo general, los tanques hidráulicos constan de: tapón de llenado, paredes, tapa, patas de apoyo, retorno, drenaje y una tapa de registro para limpiarlos.

Además de funcionar como contenedor de fluido, un tanque también sirve para enfriar el fluido. Permite asentar los contaminantes y el escape del aire retenido.

Cuando el fluido regresa al tanque, una placa deflectora bloquea el fluido de retorno para impedir que llegue directamente a la línea de succión. Así se produce una zona tranquila que permite que las partículas grandes de suciedad se sedimenten y que el aire alcance la superficie del fluido. Así, el calor puede disiparse hacia las paredes del tanque.

La desviación del fluido es un aspecto muy importante en la adecuada operación del tanque. Por esta razón, todas las líneas de fluido que regresan al tanque deben colocarse por debajo del nivel del fluido y en el lado de la placa deflectora opuesto al de la línea de succión.

La mayoría de los sistemas hidráulicos de tamaño pequeño y de tamaño mediano utilizan los tanques o depósitos como base de montaje para la bomba, el motor

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eléctrico, la válvula de alivio y, a menudo, otras válvulas de control. Este conjunto se llama unidad de bombeo, unidad generada de presión, etc.

Recipientes.

Los recipientes para fluidos, son de tipo hidráulico, debido a que se encuentran a una presión alta durante un tiempo determinado.

La diferencia entre los recipientes y los depósitos es que mientras que en un depósito almacenamos fluidos durante un tiempo largo, en los recipientes contenemos fluidos de manera transitoria y un corto espacio de tiempo.

Los recipientes tienen formas diversas; la más común es la cuadrada. En la parte superior tienen el llenado y el vaciado del mismo. En la parte inferior, están las partículas que reposan en el fondo y que, en teoría, surgen del deterioro del fluido.

Se utilizan para aumentar la presión del fluido. Por eso, en su entrada, se conecta un motor-bomba, que inyecta el fluido, que sigue siendo generalmente aceite hidráulico. Se llena el recipiente y aumenta la presión, porque la salida del recipiente está cerrada por una válvula.

Se dispone de un manómetro, que indica la presión. La válvula de apertura abre paso al fluido cuando se llega en el interior del recipiente a la presión prefijada.

Una vez que pasa el fluido a través del recipiente, sale a una presión mayor a la de entrada. Ya está preparado el fluido para actuar en un circuito, donde se maniobra con cilindros hidráulicos, etc.

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UNIDAD DIDÁCTICA 2. BOMBAS, COMPRESORES Y VENTILADORES.

Bombas.

Una bomba hidráulica es una máquina que recibe una energía mecánica y la transforma en una energía de presión, que podemos transmitir de un lugar a otro en un sistema hidráulico a través de un fluido. Las bombas hidráulicas son los elementos encargados de impulsar el fluido, además de transformar la energía mecánica en energía hidráulica. Este proceso de transformación de la energía se efectúa en dos etapas:

1. La bomba comienza a girar y genera una reducción de la presión en la entrada, debido a que el depósito de aceite se encuentra sometido a la presión atmosférica. Se genera entonces una diferencia de presiones que provoca la succión y con ello el impulso del aceite hacia la entrada de la bomba.

2. La bomba toma el aceite que entra y lo traslada hasta la salida. Se asegura por la forma constructiva que el fluido no retroceda. Dado esto, el fluido no encontrará más alternativa que entrar en el sistema, que es donde hay espacio disponible. Así se consigue la descarga.

Antes de seguir adelante, es necesario definir unos conceptos indispensables para poder afianzar las características técnicas de las bombas.

La cilindrada es el volumen de aceite que la bomba puede impulsar en cada revolución.

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El caudal teórico es el caudal que en teoría podría entregar cada bomba, siempre teniendo en cuenta el diseño de la bomba, la construcción, la cilindrada, etc. (caudal ideal).

Tipos de bombas.

Bombas de desplazamiento positivo.

En este tipo de bombas se produce un movimiento constante en su parte móvil. Es capaz de impulsar un caudal constante y soportar cualquier presión que se demande. Este tipo de bomba está constituida por una parte móvil alojada dentro de una carcasa. El eje del émbolo está conectado a una máquina que es capaz de producir un movimiento alternativo constante del émbolo.

Otra clasificación de las bombas puede realizarse en función de la forma en que se desplaza su parte móvil:

- Oscilantes, cuando el desplazamiento es rectilíneo y alternado.- Rotativas, cuando el movimiento móvil gira.

Además, existe otro tipo de bombas, que son las llamadas centrífugas, cuyo elemento propulsor es el rodete giratorio, y la energía mecánica recibida se transforma en energía hidráulica y cinética.

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Bombas de pistones.

Las bombas son la parte fundamental en un sistema hidráulico. Es importante recordar que la bomba hace que el flujo de salida de la bomba varíe en función de las revoluciones del motor. Este hecho se hace homólogo en las bombas de pistones, pero con una diferencia que es que estas bombas están diseñadas para presiones de servicio más elevadas que las anteriormente mencionadas y presentan una gran variedad constructiva.

Bombas seco.

Este tipo de bombas está constituido por un bloque ventral de acero. En él se alojan principalmente dos tipos de válvulas que son:

- La válvula de impulsión que es la más importante y tiene como función mandar presión de salida del fluido al exterior, que va unida a un casquillo hueco.

- Por otro lado, estarían las cámaras de impulsión, que realmente son las válvulas de retención, que tienen sus válvulas de asiento de bola bloqueadas contra su asiento por medio de un resorte.

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Bombas de pistones esféricos.

Este tipo de bombas tiene pistones esféricos, por lo que la carrera de estos pistones estará limitada a la tercera parte del diámetro de la misma. Por ello, para aumentar los caudales sin aumentar el tamaño físico de las bombas, se han construido bombas con pistas ovaladas, lo que permite obtener dos carreras por revolución y duplicar así el caudal con el mismo tamaño de bomba.

Bombas rotativas de pistones axiales.

Este tipo es similar a la de pistones, pero tiene como mecanismo básico una placa circular que rota de forma oblicua sobre un eje. Al girar ese eje, trasmite un movimiento circular al bloque de cilindros. Este movimiento, junto con la inclinación de la placa, hace realidad que el pistón desarrolle internamente en el cilindro un movimiento alternativo, que permite el desarrollo de los procesos de aspiración y descarga. El motor es impulsado por este grupo de pistones giratorio, instalado en el eje de entrada.

Bombas de émbolo buzo axial.

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En este tipo la bomba consta de dos grupos de tres pistones. Los seis pistones son accionados por una placa motriz circular. En lugar de utilizar bielas, los extremos libres de los pistones tienen una cabeza semiesférica. Esto significa que esos pistones se encuentran empujados por contacto directo con la superficie dura de la plata motriz circular, sobre la cual se deslizan formando un contacto de rodadura perfecto.

Bombas de engranajes.

Es uno de los tipos más comunes en la especialidad de caudal constante. Las mejores son las de engranajes exteriores. Este tipo de bomba está compuesta por dos piñones dentados acoplados giratorios con un cierto juego, dentro de un cuerpo estanco.

El piñón principal de la bomba tiene un enchavetado, el cual conecta el árbol de arrastre, que es accionado por un motor eléctrico. Las tuberías de aspiración y de salida van conectadas, cada una por un lado, en el cuerpo de la bomba.

Bombas de engranajes internos.

Esta bomba está constituida por elementos como engranajes de dientes externos, engranajes de dientes internos y una placa. Además de esto, existe una zona donde los dientes engranan completamente en la cual no es posible alojar aceite entre los dientes.

Por el hecho de estar los engranajes ubicados excéntricamente, empiezan a separarse produciendo un aumento de espacio, lo que provoca una reducción de presión. Esto asegura la aspiración de fluido. Una vez conseguido esto, el aceite

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es trasladado hacia la salida. La acción de la placa y el engranaje total impiden el retroceso del aceite.

Bombas de lóbulos.

Esta bomba funciona de forma similar a la bomba de engranajes de dientes externos, es decir, las dos bombas giran en sentidos contrarios por lo que conseguimos aumentar el volumen y reducir la presión. Por lo tanto, también obtenemos la aspiración del fluido.

Bombas de paletas desequilibradas.

Al girar el rotor dentro del anillo excéntrico, se genera una cierta diferencia de presión que permite en algunas variaciones de bombas de este tipo controlar la cilindrada.

Se llama bomba desequilibrada por tener una sola zona de alta presión, donde se originan fuerzas que no son compensadas. Algunas de las características que presenta son las siguientes: tienen un anillo volumétrico; su caudal es fijo; el rotor y el anillo están ubicados concéntricamente.

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Compresores.

Un compresor es la unidad condensadora y la parte de mayor importancia de una instalación frigorífica. Su misión consiste en extraer el refrigerante evaporado del evaporador, comprimirlo en un punto en que pueda efectuarse la condensación y volverlo a su estado líquido de origen, a fin de que pueda ser empleado nuevamente en el proceso de producción mecánica del frío.

Por dicho motivo, se acostumbra a llamar compresor al cuerpo de la máquina en sí, con sus grifos o válvulas de servicio, y equipo compresor o unidad condensadora al conjunto formado por dicho cuerpo con el motor eléctrico, el condensador y el recipiente montado sobre una bancada.Los compresores son de tipo pistón, dotados de movimiento alternativo. Muy raramente son de tipo rotativo cuando se trata de pequeñas potencias. Ambos pueden ser de sistema abierto, hermético o semihermético. Para grandes tendencias se emplean compresores centrífugos o de tornillo. Estos últimos también son conocidos como helicoidales.

Tipos de compresor.

Compresores abiertos.

El compresor abierto para refrigeración es el de pistón. Se construyen normalmente con dos pistones. Rara vez construyen con uno solo porque tienen un gran inconveniente, que están menos equilibrados que los demás tipos de compresores.

En los compresores más comunes de tipo abierto, la transmisión se efectúa generalmente por medio de correas, aunque para los modelos multicilíndricos de gran capacidad predomina la tendencia al acoplamiento directo al motor eléctrico a la velocidad nominal de giro de 1.500 rpm.

Compresores de capacidad regulable.

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Es costumbre equipar la máquina con un dispositivo para reducir su capacidad cuando necesitamos algunas aplicaciones concretas. Especialmente cuando se trata de grandes instalaciones con un solo compresor y varios evaporadores para distintos servicios, como ocurre en las cámaras de carga irregular. En particular, en los casos de acondicionamiento de aire, en los que, en ocasiones, resulta excesiva la potencia del compresor y no es recomendable un ciclo demasiado frecuente de arranques y paradas. Sirve también para reducir el par de arranque y facilitar la puesta en marcha del compresor.

Compresores abiertos multicilíndricos con acoplamiento directo.

Este tipo de compresores se utiliza normalmente para capacidades de entre 30.000 ya 400.000 frigorías/hora como máximo. Se montan en instalaciones industriales, con la finalidad de refrigerar, congelar y acondicionar el aire.

El compresor se une directamente al motor eléctrico por medio de un acoplamiento semielástico. Se evita el uso de poleas y correas de transmisión.

Compresores semiherméticos.

Estos compresores tienen todas las ventajas que presenta el modelo hermético. Además, son de fácil mantenimiento y de fácil reparación ya que el mecanismo interior es accesible, por lo que se les llama generalmente compresores herméticos accesibles.

Al igual que los compresores herméticos, los de tipo accesible o semiherméticos se dividen en tres grupos en función de las aplicaciones a las que se les destinan, bajo el siguiente escalonado, adoptado de forma casi general por los distintos fabricantes:

- Alta temperatura desde +7ºC a -15ºC.- Media temperatura desde -5ºC a 15ºC.- Baja temperatura desde -20ºC a -37ºC.

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Compresores centrífugos.

Este tipo de compresor se ha desarrollado o para su aplicación en instalaciones de gran capacidad, destinadas al enfriamiento de agua o salmuera. Emplean particularmente el refrigerante R-11 (tricloromonofluorometano) o alguno de sus sustitutos en la actualidad de volumen específico relativamente grande y capacidad de compresión baja.

Sus ventajas principales son que ocupan un espacio reducido y que no producen vibraciones, debido al equilibraje riguroso de las partes rotativas.

Compresores de tornillo.

Este compresor es un modelo nuevo. Como en el caso del compresor centrifugo, se utiliza para la obtención de producciones frigoríficas que sobrepasen las de los modelos convencionales de pistón.

Giran a velocidades comprendidas entre las 3.000 y las 30.000 revoluciones por minuto. No emplean válvulas de aspiración ni de descarga y la compresión del

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refrigerante evaporado se obtiene en el espacio resultante entre los husillos helicoidales de igual diámetro exterior, montados dentro de un cárter de fundición de alta resistencia.

Compresores herméticos.

Este tipo de compresores pueden ser rotativos o de pistón. Incorporan el mecanismo del compresor y el motor para su accionamiento, dentro de un depósito hermético, conectado directamente al condensador y evaporador. Forman así un circuito cerrado que, en caso de avería, acostumbra a remplazarse totalmente, debido a lo difícil que una reparación de esta clase resulta, dadas las especiales características de construcción del grupo compresor-motor. Algunos de estos compresores van dispuestos con válvulas de servicio para conectar el sistema, condensador y evaporador, a través de las mismas, con lo que se solventa dicha dificultad.

Compresores rotativos.

Son un tipo particular de compresores herméticos de pistón en los que el movimiento alternativo se ha reemplazado por un movimiento circular continuo. Existen dos variantes que son el tipo de excéntrica y el de paletas.

El tipo de excéntrica consiste generalmente en un cigüeñal del tipo de excéntrica montado en un cárter circular con un anillo de movimiento libre acoplado.

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En el proceso de descarga existe una válvula de tipo lengüeta que evita que el gas comprimido regrese a la cámara del cilindro. La función de dicha válvula será parecida a la de la válvula de descarga en los compresores del tipo de acción simple.

En la segunda figura, aparece un compresor rotativo en el que se ven las paletas deslizantes que están soportadas por un rotor movido por un eje excéntrico en relación con el cilindro donde gira. Estas paletas se mantienen normalmente apoyadas contra el cilindro por medio de resortes y en determinados momentos, en función de la fuerza centrífuga desarrollada en la rotación.

Compresores Scroll.Este tipo comenzó a desarrollarse en Copeland en 1979. Es el compresor más eficiente y el de una vida más larga que se ha logrado crear para uso en acondicionamiento de aire y bomba de calor en instalaciones de tipo residencial.

El Scroll es un compresor sencillo que fue patentado por primera vez en el año 1905. Está compuesto de una espiral envolvente que al emparejarse con una forma espiral adecuada forma una serie de bolsas en forma de hoz. Al comprimir una de las espirales permanece estacionaria, es decir, es una espiral fija, mientras que la otra se deja orbitar, es decir, es una espiral giratoria, alrededor de la primera, aunque no en un movimiento rotatorio. Durante este movimiento las bolsas entre las dos formas se desplazan lentamente hacia el punto central de las dos espirales. Al mismo tiempo disminuye su volumen.

Ventiladores.

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Son unos dispositivos, generalmente con álabes, que van unidos en su centro de unión con un motor que hace girar los álabes y que produce una corriente de aire forzada. Existen diversos tipos de estos dispositivos, aunque también existen otros que realizan la misma función, que es ceder calor al entorno, son los refrigeradores.

Los métodos utilizados para conseguir una transferencia de calor son muy variados, pero se utiliza con mayor frecuencia el método de absorción por una solución de amoníaco-agua.

El refrigerador que trabaja por absorción de amoníaco rinde mucho más cuando disponemos de calor a una temperatura de entre 100 a 200 grados Celsius, porque este sistema demanda una cantidad de trabajo muy pequeña, en comparación con otros tipos de refrigeración. Este sistema además de ser eficiente dispone de un rendimiento elevado por sí solo, del orden del 68%. Este rendimiento puede ser mejorado agregando algunos dispositivos auxiliares como pueden ser las columnas de burbujas, los rectificadores, los intercambiadores de calor, los preenfriadores de líquido, etc. Así se llega al 80% de rendimiento.

Estas instalaciones refrigerantes donde se utiliza amoníaco tienen como gran inconveniente su toxicidad, sobre todo en altas concentraciones en el aire. Es necesario tener presente por ello el peligro de fugas, ya que ponen en peligro a los operarios y a los trabajadores que estén en la instalación.

Este sistema permite obtener temperaturas más bajas que las obtenidas en otros sistemas de absorción, como el de bromuro de litio y agua, que ha sido muy utilizado para aires acondicionados.

Tipos de ventiladores.

Ventiladores axiales.

En los ventiladores axiales, el movimiento del flujo a través del rotor, con álabes o palas de distintas formas, se realiza conservando la dirección del eje de éste, como se indica en la siguiente imagen.

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Se utilizan para mover grandes cantidades de aire en espacios abiertos; como la resistencia al flujo es muy baja, se requiere generar una presión estática pequeña, del orden de los 5 a 25 milímetros de columna de agua (mmcda). Debido a esto, la principal aplicación de los ventiladores axiales se encuentra en el campo de la ventilación general y se les conoce con el nombre de extractores o inyectores de aire. En cambio, este tipo de ventiladores, cuando se les construye con álabes en forma de perfil de ala y de paso variable, llegan a generar alturas de presión estáticas del orden de los 300 milímetros de columna de agua (mmcda) y se les utiliza en aplicaciones diversas.

Ventiladores radiales (centrífugos).

En estos ventiladores el aire ingresa en dirección paralela al eje del rotor, por la boca de aspiración, y la descarga se realiza tangencialmente al rotor, es decir, que el aire cambia de dirección noventa grados (90 °). Se muestra una imagen de este tipo de ventiladores a continuación.

Este tipo de ventiladores desarrolla presiones mucho mayores que los ventiladores axiales, alcanzando presiones de hasta 1500 milímetros de columna de agua (mmcda) y son los empleados, mayormente, en los sistemas de ventilación localizada.

El principio de funcionamiento de los ventiladores centrífugos es el mismo que el de las bombas centrífugas. Están constituidos por un rotor que posee una serie de paletas o álabes, de diversas formas y curvaturas, que giran aproximadamente entre 200 y 5000 rpm dentro de una caja o envoltura.

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UNIDAD DIDÁCTICA 3. TUBERÍAS Y CONDUCTOS.

Una gran variedad de tubos y otros conductos se encuentran disponibles para el abastecimiento de líquidos y gases. Son abastecidos por empresas que los mecanizan y los confeccionan, además de distribuirlos a las distintas áreas donde se trabaja con tuberías.

Se necesita adquirir cierta destreza con los tubos y sus accesorios, no solamente para realizar dibujos de tubería, sino porque el tubo se utiliza frecuentemente como material de construcción. Es necesario también tener conocimientos sobre las roscas de tubo, ya que con frecuencia es necesario representar y especificar agujeros aterrajados para recibir tubos de abastecimiento de líquidos y gases.

Tipos de tubo.

Tubos metálicos.

En tubería metálica, el tubo más usual es el tubo estándar, de origen norteamericano, constituido de acero o de hierro dulce o forjado. Existen hasta de 12 pulgadas de diámetro. Este tubo se designa por su diámetro interno nominal, que se diferencia algo del diámetro interno real. Encontramos normalmente tres tipos de tubo: estándar, extrafuerte o reforzado y doblemente reforzado.

Referido al tamaño nominal, los tres tipos de tubo tienen el mismo diámetro exterior que el tubo estándar.

Los tubos de diámetro mayor de 12 pulgadas se designan por sus diámetros exteriores y el espesor de pared. Un claro ejemplo serían los tubos para calderas, de todos los tamaños, que se designan por sus respectivos diámetros exteriores.

En los tubos de cobre, latón, acero inoxidable y aluminio encontramos los mismos diámetros nominales que en los del hierro, aunque, por otro lado, tienen secciones de pared más delgadas.

En trabajos de transporte y distribución de fluidos químicos, el tubo de plomo y los tubos revestidos interiormente de plomo son los más usados. En las conducciones subterráneas de agua o gas y para desagües de edificios, se emplea el tubo de fundición.

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Los tubos de uso más general, que son de uso comercial, son los tubos que normalmente se usan en hidráulica, en revestimientos de pozos, etc. Los detalles se encuentran en los catálogos de los fabricantes.En la mayoría de las instalaciones de conducción de agua caliente y fría, se usan tuberías de diámetro pequeño, como en edificios e industrias. Estas instalaciones se hacen con tuberías de cobre, aunque hace años eran de plomo.

Tubos flexibles.

Los tubos metálicos flexibles normalmente se utilizan para trasportar líquidos, vapor y gases en prácticamente todos los tipos de máquinas, como motores diésel, máquinas hidráulicas, etc., ya que existen vibraciones y movimientos que pueden romper la tubería.

De manera comercial, los tubos de cobre se encuentran en diámetros nominales de 1\8 a 12 pulgadas. Se pueden destacar los cuatro tipos más comunes: K, L, M y O.

El tipo K es extra pesado duro. El L es pesado duro. El M es estándar duro. El tipo O es ligero duro.

Los tubos para caldera se designan por su diámetro exterior. Los tubos especiales se fabrican en los siguientes materiales: acero, aluminio, vidrio, cobre, latón, fibra y plomo.

Tubos de plástico.

Es el más utilizado en el transporte de numerosas sustancias químicas industriales. El plástico no se corroe y tiene una alta resistencia, por eso, se emplea en lugar del tubo metálico.

El cloruro de polivinilo es el material plástico más usado en tuberías, junto con el polietileno. Estos son los materiales derivados del plástico de uso más frecuente en instalaciones de fluidos. Este tipo de tubo no mantiene la combustión, a no ser que sea la fuente de calor muy intensa y constante. Sus características serían las siguientes: no es magnético ni produce chispas; no comunica olor al fluido y además es muy ligero; resiste a la intemperie y se deforma con facilidad. El mayor inconveniente es el costo, además de que soporta poca temperatura y presión.

El tubo metálico revestido interiormente de plástico tiene la ventaja de combinar la resistencia mecánica del metal con la resistencia química del plástico.

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Otras clasificaciones de los tubos.

Tubos estándar. Es un tubo para servicio mecánico, tubo para servicio de baja presión, tubo para refrigeración.

Tubos de presión. Son tubos para servicio a temperatura o presión elevadas y sirven para conducir líquidos, gases o vapores.

Tubos para conductos. Con extremos roscados o lisos para gas, petróleo o vapor de agua.

Tubos para agua. Son tubos para tuberías, desde tubería de cobre a tuberías en PVC. Utilizados en conductos para canalizar ese fluido.

Tipos de junta para tubos.

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Juntas para tubos comunes. Para unir tubos, tenemos que hacer una primera clasificación, dependiendo del material de construcción. Los tubos construidos de acero, hierro forjado, latón o bronce, generalmente, llevan rosca y se atornillan normalmente en un manguito. Esta junta atornillada se desmonta fácilmente para su limpieza o su reparación. También, existe otro tipo de uniones como las juntas soldadas o juntas de anillo. Los tubos realizados en fundición no pueden ser soldados, ni roscarlos. Por dicho motivo, se emplean para unirlos juntas de enchufe y cordón llamadas juntas de campana.

Juntas de tubo flexibles y especiales. Este tipo de tubo se emplea normalmente para conectar pequeños tramos de tubería, utilizados para el servicio de gas o líquidos. Los accesorios abocinados se utilizan en las tuberías donde varía la presión. Pueden desensamblarse sin causar mucho daño a las juntas. Otra junta especial es la junta de compresión, empleada para presiones pequeñas.

Accesorios para tubos.

Los accesorios para tubos son las piezas usadas para conectar y formar la tubería. Generalmente, son de fundición o de fundición maleable, excepto los acoplamientos o coples, que son de hierro forjado o maleable. El latón y otras aleaciones se emplean para usos especiales. Los accesorios de acero soldados a tope se emplean para unir tuberías de acero. Los accesorios para junta soldada con soldadura de hojalatero se emplean para unir tubos de cobre. Los accesorios de fundición del tipo de enchufe y cordón se emplean para unir tubos de fundición.

Los codos se utilizan para cambiar la dirección de una tubería. Normalmente se utilizan a 90° o a 45°. El codo de servicio, o codo macho y hembra, tiene rosca macho en uno de sus extremos. Esto elimina una junta si se emplea como accesorio. Las laterales se fabrican con la tercera abertura a 45º o 60° deleje principal del accesorio.

Las secciones rectas de tubo se fabrican en longitudes de 3,65 metros a 6,09 metros y se conectan por medio de coples. Estos son cilindros cortos; roscados en su interior. Un cople a la derecha tiene roscas a la derecha en ambos extremos. Para cerrar un sistema de tubería, aunque es preferible una unión, se usa algunas veces un cople a derecha y a izquierda. Un reductor es semejante a un cople, pero tiene sus dos extremos roscados para tubos de diferente diámetro. Los tubos se conectan también rascándolos dentro de bridas o platinas de fundición y uniendo las bridas por medio de pernos. A no ser que las presiones presentes sean muy bajas, se recomiendan las juntas de brida para todos los sistemas que requieran tubo de más de 4 pulgadas de diámetro.

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Los niples o entrerroscas, también llamados manguitos de unión, son unas cortas piezas de tubo roscadas en ambos extremos. Si las proporciones roscadas se encuentran en toda la pieza, ésta se denomina nicle cerrado. Si existe una corta porción sin rosca, se llama nicle corto. Los nicles largos y extralargos varían en longitud hasta 24 pulgadas.

Para cerrar el extremo de un tubo se emplea una tapa de rosca interna. Para cerrar una abertura de un accesorio se emplea un tapón de rosca externa. Para reducir el tamaño de una abertura se emplea una boquilla de reducción.

Las uniones o tuercas de unión se usan para cerrar sistemas y conectar tubos que tengan que desmontarse ocasionalmente. Una unión roscada está compuesta de tres piezas, dos de las cuales van atornilladas firmemente a los extremos de los tubos que se conectan. La tercera pieza las presiona hasta juntarlas, formando la empaquetadura una junta hermética.

Se fabrican también uniones de junta esmerilada o rectificada con formas metálicas especiales de juntas en vez de empaquetadura. Las uniones de bridas o platinas se emplean en gran variedad de formas para tamaños grandes de tubos.

La forma usual de unir tubos es por medio del atornillado de bridas fundidas o forjadas que forman parte integral del tubo o accesorio, bridas roscadas, bridas sueltas sobre los tubos con los extremos montados y bridas dispuestas para soldarse. La brida roscada es satisfactoria para presiones de vapor bajas y medias. La unión montada se permite en los mismos tamaños y capacidades nominales de servicio que las juntas con bridas integrales. Es muy usada en los trabajos de alta calidad.

Con la junta de anillo se puede mantener una presión mayor con el mismo esfuerzo total en los tornillos que la que se puede tener con la tipo de junta de empaquetadura plana. La junta soldada elimina la posibilidad de fugas entre la brida y el tubo. Se emplea con éxito en las tuberías sujetas a altas temperaturas y presiones y fuertes deformaciones por dilatación. La brida de collar para soldar se consigue en los diversos tamaños de tubo.

Especificación de accesorios.

Los accesorios se designan por el nombre, el tamaño nominal del tubo y el material. Cuando tenemos que conectar dos o más tubos de diferente diámetro, se da primero el tamaño de la abertura más grande, seguido por la dimensión de la del extremo opuesto. Las válvulas se especifican dando el tamaño nominal, el material y el tipo.

Roscas de tubos.

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Cuando empleamos accesorios roscados o cuando se debe hacer una conexión en un agujero aterrajado, se rosca el tubo en ambos extremos para ese objeto. El ANSI proporciona dos tipos de roscas para tubo que son: la cónica y la recta o cilíndrica.

El tipo normal de tubería lleva rosca cónica interna y externa. Las roscas se tallan sobre un cono de 1/16 pulgadas por pulgada de conicidad, medida sobre el diámetro. Se fija así la distancia que un tubo entra dentro de un accesorio y se asegura una junta hermética.

Las roscas para tubos se representan con los mismos símbolos que las de tornillos pasantes. La conicidad es tan ligera que no aparece en una representación, a no ser que se exagere.

Las roscas de tubería se especifican dando el diámetro nominal del tubo, el número de hilos por pulgada y el símbolo literal estándar que designa el tipo de rosca. Se utilizan los siguientes símbolos ANSI:

NPT = rosca cónica para tubo. NPTF = rosca cónica para tubo. NPS = rosca recta para tubo. NPSC = rosca recta para tubo, en coples o acoplamiento. NPSI = rosca recta interna intermedia para tubo. NPSF = rosca recta interna para tubo. NPSM =rosca recta de tubo para juntas mecánicas. NPSL = rosca recta de tubo para tuercas fijadoras y roscas de tubo para esas

tuercas. NPSH = rosca recta de tubo para coples y nicles de manguera. NPTR = rosca cónica de tubo para accesorios para baranda.

La especificación de un agujero aterrajado, con rosca para tuberías, debe incluir el tamaño del taladro o broca para el macho de roscar.

Colgantes y soportes para tuberías.

Los tubos pequeños y ligeros, en cortos tramos, se soportan por sus conexiones a diversas máquinas o accesorios. Para sujetar tubos a columnas, paredes, techos, postes etc., se usan varios tipos de accesorios metálicos. Los colgantes y soportes para tubería se fabrican para casi cualquier tamaño y tipo de instalación. Las especificaciones ANSI B31.1, código para tuberías a presión, indican que todos los sistemas de tuberías requieren roscas para evitar movimientos, al igual que guías y soportes.

Un soporte adecuado para tubería debe tener una base resistente y rígida apoyada adecuadamente y un dispositivo regulable de rodillos que mantenga la alineación en cualquier dirección. Es importante evitar el rozamiento producido por el

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movimiento de la tubería en su soporte y que todas las partes tengan la suficiente resistencia para mantener la alineación en todo momento. Los suspensores de alambre, de flejes o cintas de hierro, de madera, los construidos con tubo pequeño y los que tienen un soporte de tubo vertical, no conservan la alineación.

Los anclajes deben sujetarse firmemente a una parte rígida, que refuerce la estructura. Deben además unirse con seguridad al tubo. De no hacerlo así, será inútil cualquier accesorio para la absorción de la expansión. Se pueden originar esfuerzos graves en partes del sistema de tubería.

Se pueden instalar muchos tipos de soportes sobre estas ménsulas, como la silleta de anclaje, los soportes de rodillos para tubería, los apoyos de rodillos de diversos tipos, asientos para tubo.

UNIDAD DIDÁCTICA 4. BANCADAS, SOPORTES Y ANCLAJES.

Bancadas.

Construidas normalmente de fundición, en forma de plancha o de perfiles de hierro, sirven de base para el montaje de los demás componentes del grupo o unidad condensadora. Varían de acuerdo con las marcas y modelos de compresores.

Las unidades condensadoras de pequeña capacidad emplean bancadas planas, que apoyan sobre topes de goma o muelles que permiten un montaje perfecto. Los grupos de mediana y gran capacidad van dispuestos de patas agujereadas que se sujetan por medio de tornillos a los soportes preparados para admitir la bancada.

Soportes.

Tipos de soportes.

Soportes flexibles de carga variable.

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Los soportes flexibles de carga variable se usan para tuberías que soportan movimientos verticales, donde los soportes flexibles de carga constante no son los idóneos.

La característica más importante de un soporte de carga variable es que la fuerza que va a soportar varía con la expansión o contracción de la tubería, variando el resorte que lleva el soporte. Por eso, la acción vertical de la tubería causa una tracción o compresión en el resorte del soporte. El resorte se adapta a esa fuerza.

Para calcular la variación de la carga, multiplicamos la deflexión vertical por la constante característica del resorte. Ya que el peso de la tubería es el mismo ante cualquier condición, al variar la carga adicionamos una transferencia del peso de la tubería a los equipos, a los soportes. Por lo tanto, se generan esfuerzos extra en las tuberías.

Cuando un soporte flexible de carga variable se usa, el efecto de esta variación debe ser considerado.

Los soportes flexibles de carga variable están destinados para uso general, sobre sistemas de tuberías que no estén al límite de carga vertical, donde el movimiento vertical es de pequeña magnitud con respecto al sistema.

Se recomienda limitar la variación de la carga a mantener a un 25% para sistemas críticos sobre tuberías horizontales.

Soportes rígidos.

Los soportes rígidos se usan normalmente en puntos donde no tenemos movimientos verticales de la tubería. Para realizar el diseño de un soporte rígido tenemos que tener en cuenta la temperatura de la tubería, para seleccionar el material de la abrazadera, y la carga para seleccionar los componentes adecuados, para el peso de la tubería. El material del que normalmente se confecciona la abrazadera de la tubería es de acero al carbono para temperaturas de hasta 398,89°C, de acero aleado para temperaturas superiores a 398,89ºC o de hierro forjado para temperaturas de hasta 232,22°C.

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En las instalaciones donde existan tuberías de baja temperatura de trabajo, donde la fuerza vertical no es considerada, los elementos de ensamblaje del soporte son diseñados sobre el cálculo básico de resistencia de materiales o cargas aproximadas.

En algunas instalaciones, el soporte rígido, además de ser usado como soporte del peso de la tubería, es también utilizado como una eliminación del movimiento vertical de la tubería. En estos casos el instalador debe actuar con mucho cuidado, en la localización de los soportes rígidos y la carga de diseño que se use para seleccionar los componentes adecuados.

La instalación de demasiados elementos de anclaje y fijación de tubería podría modificar los esfuerzos y las reacciones en la tubería. Por eso debemos ejecutar un cambio en el diseño de la instalación, hasta evitar el exceso de esfuerzos no contemplados.

Colgadores o soportes.

Se usan para soportar el peso en instalaciones de tuberías. Si se encuentran colocados por encima de la tubería, se denominan colgadores. Si están por debajo se denominan soportes. Los colgadores o soportes a su vez se clasifican en

Colgadores o soportes rígidos, para puntos libres de desplazamiento vertical.

Amortiguadores de resorte, para puntos con desplazamientos menores a 2" (50,8 mm) en servicios no críticos.

Colgadores o soportes de carga variable, para puntos con desplazamientos mayores a 2" (50,8 mm).

Colgadores o soportes de carga constante, para puntos con desplazamiento vertical en servicios críticos.

Anclajes.

Tipos de anclajes.

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Anclajes metálicos.

- Anclajes metálicos "acero". Estos anclajes metálicos para fijaciones en hormigón no fisurado son anclajes de acero para fijaciones estructurales y cargas pesadas, con rosca extralarga y diseñada para fijaciones pasantes.

- Anclajes metálicos "delta acero". Están indicados para cargas medias y semipesadas, para fijación sobre soporte macizo. La especial estructura de la camisa de expansión de este tipo de anclajes metálicos le permite su uso en soportes semihuecos. Los anclajes metálicos Delta Acero poseen una amplia gama de accesorios y solo se suministran con tornillo de alta resistencia 8,8 y arandela de ala ancha.

- Anclajes metálicos "alfa acero". Los anclajes metálicos Alfa Acero están indicados para fijaciones de cargas pesadas y medias. Su cuerpo presenta cuatro segmentos de expansión independientes que aseguran una fácil expansión y que se ajustan a los principales materiales de soporte en construcción. Disponemos de una amplia gama de accesorios. Se suministra con tornillo hexagonal de resistencia alta 8,8 y arandela de ala ancha.

Anclajes químicos.

- Anclajes químicos "Ma multi anchor". Son resinas de poliéster de alto rendimiento disponible en varios formatos, con certificaciones alemana y francesa, para soportes huecos y macizos.

- Anclajes químicos "Ma410 green plus". Son la última novedad. Esta nueva formulación ecológica tiene una base de poliéster que evita cualquier componente perjudicial como el estireno.

- Anclajes químicos "Pro VE-SF". Están realizados con resinas viniléster sin estireno. Están especialmente indicadas para la fijación de barras de acero roscadas y corrugadas. Estos anclajes poseen la homologación europea CE, opción 7, para fijaciones en hormigón no fisurado, buen comportamiento en humedad, incluso bajo el agua, así como el contacto con la madera.

Tacos de nailon.

- Tacos de nailon universales. Son anclajes de gran versatilidad y comportamiento óptimo en cualquier material o soporte, incluido el panel de cartón-yeso, gracias a su expansión, realizada por sus 4 segmentos. Llegan incluso a anudarse en el caso de grandes huecos.

- Tacos de nailon multiusos "Gx Nylon". Son una de nuestras últimas novedades. Tienen 4 zonas de fijación. Está indicado para fijaciones pasantes

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gracias a la adaptabilidad de su collarín y de aplicación en soportes huecos y macizos.

- Tacos de nailon extralargos "Later Cornice Nylon". Son anclajes con un largo especial con ocho aletas antirrotación, para fijaciones prolongadas en soportes como hormigón, ladrillo hueco y macizo. Actualmente está en proceso de homologación europea.

- Tacos de nailon clavo "turbo jet nylon". Son de instalación por golpeo con tornillo de Acero Premontado (TPS). Estos tacos garantizan una instalación rápida y segura. Se obtienen unas cargas de trabajo mucho más altas. Está en fase de homologación europea para aplicación en hormigón.

Bridas de nailon.

Las bridas de nylon son idóneas para el bloqueo y cableado en varios sectores: electrónica, industrial y de automoción. Se fabrican con poliamidas de alta calidad (6,6), según la regulación UL 94V2.

Tienen una gran facilidad de introducción de los lazos en la cabeza, gracias a su especial diseño. Además, las esquinas son redondeadas, para aumentar la seguridad en el trabajo. Están disponibles en versión natural y de color negro y en diferentes medidas.

Además, el taco de nailon para bridas también fabricado con poliamidas de alta calidad (nailon 6) está indicado para la fijación de cables eléctricos, iluminación, instalación de cuadros eléctricos, fijación de rótulos, etc.

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UNIDAD DIDÁCTICA 5. VÁLVULAS DE APERTURA-CIERRE.

Manuales.

Las válvulas manuales exigen la acción directa del usuario sobre ellas para efectuar su regulación. El obturador es movido por la misma fuerza ejercida por el operador, existiendo diversos mecanismos de transmisión de la fuerza como pueden ser reductores, trenes de engranajes, etc. a través de los cuales se transforma la acción. A continuación se van a describir e ilustrar los principales tipos de válvulas manuales indicando sus características y aplicaciones más importantes.

Válvulas de Servicio.

La mayoría de los compresores van equipados con válvulas de paso para su servicio. Solamente dejan de incorporar estas válvulas los compresores herméticos, esencialmente los modelos de pequeña capacidad, en sistemas frigoríficos empleando tubo capilar en lugar de válvula de expansión.

Las válvulas de servicio utilizadas normalmente son las del tipo de pletina de dos pasos, con una junta intercalada. Se atornillará a una pletina de igual forma en el cuerpo del compresor. Se destinan en la descarga del compresor y en la entrada del mismo por la línea de aspiración.

La válvula de servicio de aspiración se encuentra en el cuerpo del compresor, esencialmente a un lado, pero comúnmente siempre encima del conducto de retorno de gas. La finalidad es efectuar un cierre a mano entre la línea de succión y el compresor.

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Este tipo de válvulas tiene tres entradas o conexiones. Una justo frente al cuerpo de la válvula, donde se conecta la línea de succión y se cierra con el vástago completamente girado hacia la derecha. La conexión en la parte superior, donde se conecta el manómetro que sirve para la comprobación de la presión en la parte de baja, se cierra girando la válvula totalmente hacia la izquierda.

Esta operación es conocida como cierre hacia atrás de la válvula. La válvula lleva un tapón que se coloca cuando no se utiliza el manómetro. La tercera conexión es a través del centro de la pletina hacia la entrada de gas en el compresor. Dicha conexión permanece abierta, sea cual sea la posición del vástago. Todas las conexiones se comunican entre sí, girando el vástago solamente la mitad de su vuelta hacia la derecha en determinados modelos de válvulas, y de una o dos vueltas en otros.

La función de la válvula consiste en que cuando el sistema está trabajando, la válvula se cierra hacia atrás con el tapón colocado en la conexión para el manómetro. De este modo se obtiene una corriente ininterrumpida de refrigerante evaporado por la línea de succión, a través de la válvula y hacia la zona de admisión del compresor.

Para colocar el manómetro, primero tenemos que quitar el tapón, porque con la válvula cerrada hacia atrás esta conexión permanece cerrada y no puede, por lo tanto, escapar el refrigerante ni entrar aire en el sistema. Una vez que el manómetro esté adecuadamente acoplado, se gira la válvula la mitad de su vuelta hacia la derecha, con lo cual todos los conductos entre el sistema y el manómetro quedaran abiertos, además de existir un paso normal de refrigerante evaporado a través del cuerpo de la válvula. Dispone de un tapón, que por medio de una junta metálica forma un cierre encima mismo de la estopada. En el momento en que está cerrada fuertemente la válvula hacia atrás, la presión del sistema queda aislada por la citada estopada. Se evitan así las posibilidades de fuga de refrigerante a través de la válvula.

La válvula de servicio de descarga es del mismo tipo y de igual tamaño que la de aspiración. Esta válvula va colocada entre la culata del compresor y el condensador. Su utilidad es la de regular a mano la corriente de refrigerante evaporado a alta presión, que va del compresor al condensador. Tiene una conexión para el manómetro.

La pletina se atornilla al conducto de descarga del compresor. La línea de conexión del condensador, a la salida de la válvula. De esta manera puede sacarse el tapón y colocarse el correspondiente manómetro de alta presión. La válvula se abre, una vuelta y la presión existente en el lado de alta queda registrada en el manómetro.

Ya que esta válvula se conecta a la parte más alta del condensador, donde se recoge el aire o los gases que puedan existir en el sistema, la conexión para el manómetro facilita la salida de esos gases. Es la llamada purga.

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Algo muy frecuente es desmontar el compresor del sistema para repararlo o colocarlo de nuevo, lo que puede realizarse con muy pocas pérdidas de refrigerante si se cierran las válvulas de servicio, aspiración y descarga. Se extraen los tornillos de sujeción de las válvulas con su pletina y se dejan estas conectadas a sus líneas respectivas.

El refrigerante está a una elevada presión en el condensador. Parte del sistema queda cerrado por la válvula de servicio de descarga. El de retorno en la línea de aspiración, igualmente por la válvula de servicio de aspiración.

Los vástagos de estas válvulas se suelen cambiar en la mayoría de los casos por desgastes o roturas. Para realizar esto, debemos desmontar la válvula de servicio y colocarla en un tornillo de banco. Se calienta la parte donde está soldado el racor de entrada hasta que salga la soldadura. Se puede desenroscar el racor. Por esta abertura se puede sacar fácilmente el vástago que se desee cambiar y colocar uno nuevo.

Antes de colocar y soldar nuevamente el racor debe examinarse el asiento donde cierra el vástago. En el caso de que esté gastado o rayado, habrá que cambiar el racor por uno nuevo.

Válvulas de Retención.

Cuando queremos que el gas refrigerante pase en un sentido pero no en el contrario, a través de una cierta canalización, situamos este tipo de válvulas. Deben llevar siempre una flecha que indique la dirección en la que permite el paso.

Válvulas de Paso.

Su función principal es controlar el flujo de líquido y la presión. Las válvulas de paso instaladas en un sistema, deben estar totalmente abiertas o totalmente cerradas. Se utilizan para aislar componentes en el sistema. Las que más se utilizan en refrigeración, son las de tipo globo. Existen dos tipos de válvulas de

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globo: con empaque y sin empaque. Las válvulas de paso deben ser de un diseño que evite cualquier fuga de refrigerante.

En la primera imagen, se muestra una válvula de paso típica con empaque, con diseño de globo, recta, y en la segunda, se muestra una válvula de globo angular.

Puesto que los refrigerantes son difíciles de retener, las válvulas con empaque generalmente están equipadas con tapones de sellamiento. Algunos de estos tapones están diseñados para que al quitarlos, sirvan de herramienta para abrir o cerrar la válvula.

En la siguiente figura, se muestra una válvula de paso con diseño de globo sin empaques, normalmente conocidas como válvulas de diafragma.

A continuación, se va a examinar con más detalle los componentes de las válvulas de globo.

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Cuerpo. Es la parte más grande de la válvula. Actúa como la porción de la válvula que contiene la presión. En la válvula de globo que se muestra, un armazón separa la entrada y salida del cuerpo de la válvula.

Cualquier falla en el cuerpo puede causar que pare el sistema, o posiblemente una pérdida total. Consecuentemente, el cuerpo debe tener un diseño que cumpla con los códigos y normas de seguridad existentes. El diseño debe soportar variaciones en la presión y temperatura del sistema. Debe evaluarse la resistencia a un ataque químico o a la corrosión, tanto en el interior como en el exterior.

Al diseñar los cuerpos de las válvulas de paso, se considera generalmente un valor de 5; esto es, el cuerpo debe resistir 5 veces la presión de diseño sin fallar. Por ejemplo, una válvula clasificada para 400 psi (2,860 kPa), no debe fallar abajo de 2,000 psi (13,890kPa).

Los materiales con que se fabrican los cuerpos de las válvulas de paso para refrigeración son variados. Para refrigerantes halogenados, generalmente se usan de bronce fundido, de latón forjado, de barra de latón maquinada y de barra de acero maquinada. Para amoníaco, se hacen generalmente de hierro gris fundido (semi-acero) o de hierro dúctil (nodular). Las válvulas soldables se hacen parcial o totalmente de acero, esto permite que la válvula sea soldada directamente a la línea.

Bonete. El bonete al igual que el cuerpo, es un componente para contener la presión. Dentro del bonete están contenidos el vástago y todos los componentes sellantes alrededor del vástago. Los bonetes pueden ser atornillados o roscados como se mostraban en las anteriores imágenes. Esta designación se refiere al método de fijarlo al cuerpo de la válvula. Los diseños roscados se usan generalmente en válvulas hasta de una pulgada (25.4 mm). Los bonetes atornillados, como su nombre lo implica, utilizan tornillos para fijarlos al cuerpo. Suelen utilizarse cuatro tornillos, aunque pueden ser más.

Para refrigerantes halogenados, el material más común es el latón forjado. Para amoníaco el material empleado es el hierro, ya sea fundido, dúctil o maquinado de barra.

Vástago. Esta es la parte mediante la cual se opera la válvula. Este transmite una fuerza que imparte movimiento al disco del vástago, cerrando o abriendo la válvula. Puede ser operado por una llave o por un volante. La clase de vástagos mostrados en las anteriores imágenes son del tipo que se elevan; esto es, al abrir la válvula el vástago sube. Al cerrar la válvula, el vástago baja hacia el cuerpo de la misma. Existen válvulas que emplean un sistema con vástago que no se eleva externamente, y se les llama simplemente diseños de vástago no saliente.

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Los materiales con que se fabrican los vástagos son de gran importancia, deben ser resistentes a la corrosión para que en cualquier momento que se requiera abrir o cerrar la válvula, el vástago no se pegue.

Para refrigerantes halogenados, los vástagos salientes se fabrican de latón o hierro, con un recubrimiento de cromo o níquel. Para uso en amoníaco, en algunos casos se rolan en frío con recubrimiento de acero; aunque el material preferido es el acero inoxidable, por su excelente resistencia a la corrosión.

Caja de Empaques. En las válvulas de paso con empaque, éste es el término general que abarca todas las partes requeridas para sellar el vástago y evitar fugas de refrigerante. Se utilizan varios arreglos para sellar el vástago. En la siguiente figura, se muestran las tres variaciones de caja de empaques más comunes. Dos se pueden llamar empaques convencionales, mientras que una utiliza sellos a base de anillos "O".

Los empaques se pueden fabricar de una amplia variedad de materiales: asbestos grafitados, asbestos impregnados de teflón, trenza de teflón, teflón, etc. Los anillos "O" y empaques de hule se han llegado a utilizar también como material de empaque. Si se detecta una fuga en el área del empaque, intente apretar el opresor. Si esto no resuelve el problema, entonces se necesita cambiar el empaque o los anillos "O".

Algunas veces como reparación temporal, puede agregarse un poco de aceite de refrigeración al empaque o a los anillos "O". Sin embargo, esto debe considerarse temporal y el sello debe repararse.

En las válvulas de paso sin empaques (tipo diafragma), el vástago no va empacado, ya que el sello contra fugas lo hacen los diafragmas, mismos que a su vez sirven para transmitir el movimiento al disco del asiento, para que abra o cierre la válvula.

Configuración de la Conexión. Este es un término general que designa cómo se va a fijar la válvula a la tubería del sistema. Estas configuraciones varían con el diseño de la válvula. La siguiente imagen muestra los diferentes tipos de configuraciones de conexiones, tanto para refrigerantes halogenados, como para amoníaco.

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Las conexiones integrales son las que llevan maquinados los extremos del cuerpo de la válvula, corresponden a las letras A, B, C, D, y E de la imagen. En esta última, a la conexión para brida se le pueden unir bridas removibles por medio de tornillos y tuercas, serían las letras G, H, I y J. Las extensiones soldables de tubo de cobre, se utilizan generalmente en válvulas de paso soldables, en las que un exceso de calor pudiera dañar alguna de las partes internas que se muestra en la letra F de la figura.

Asientos. Los asientos en las válvulas de paso empacadas, pueden ser sólidos o de piezas múltiples, con asiento sencillo o doble, están representados en la siguiente imagen. Al asiento de piezas múltiples, se le conoce también como disco giratorio y se compone de varias piezas, con el objeto de que al cerrar la válvula, el disco se alinee solo, sin girar, haciendo el sello sobre el asiento del cuerpo de la válvula.

El asiento sólido se maquina completo al vástago y, generalmente, este tipo de asiento se usa en válvulas pequeñas de hasta una pulgada (25.4 mm).

Los materiales que se usan en los asientos para cerrar la válvula, pueden ser acero, plomo (babitt), nylon o teflón. El teflón se ha vuelto más popular gracias a su facilidad para cerrar. En válvulas con asiento de teflón, debe tomarse la

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precaución de no sobreapretar al cerrarla. El teflón fluye en frío, así que tenga cuidado.

Instalación. Se recomienda que las válvulas de paso se instalen con la presión debajo del asiento. Esto proporciona una acción limpiadora, que mantiene al asiento libre de partículas extrañas. Las válvulas funcionan mejor en posición normal, con el vástago hacia arriba. Cualquier otra posición del vástago, desde vertical hasta horizontal, es satisfactoria y es un compromiso. Instalar una válvula con el vástago hacia abajo, no es una buena práctica.

En esta posición invertida, el bonete actúa como una trampa para el sedimento, lo que puede cortar y dañar el vástago. Dicha posición para una válvula en una línea de líquido sujeta a temperaturas de congelación, es mala, porque el líquido atrapado en el bonete puede congelarse y romperlo.

Válvula de Acceso (de Pivote).

Los sistemas de refrigeración herméticos, también conocidos como unidades selladas, normalmente no tienen válvulas de servicio en el compresor. En su lugar, tiene un tubo de proceso o de servicio, al cual se le puede instalar una conexión o válvula de acceso para operaciones de servicio. Generalmente, estas válvulas se retiran cuando se ha completado el trabajo o servicio. Las válvulas de acceso en los sistemas herméticos tienen varios propósitos:

1. Para medir la presión interna.2. Para cargar o descargar refrigerante.3. Para agregar aceite.4. Para evacuar el sistema.

Otras formas de tener acceso a un sistema hermético, es mediante adaptadores al tubo de proceso y mediante válvulas perforadoras.

El tubo de proceso que algunos fabricantes de equipos dejan en el compresor, es el que ellos utilizan para hacer vacío y probar y cargar la unidad nueva. Este tubo puede ser usado por el técnico para efectuar un servicio, soldándole una extensión y montando un adaptador, montando una válvula perforadora o creándole un abocinamiento para conectar una válvula de acceso. En este caso, no es necesario soldar una extensión ni hacerle el abocinado (flare). Se corta el extremo del tubo de proceso que está sellado, para dejar escapar el refrigerante, y se monta el adaptador de acuerdo a las instrucciones. Después de hacer el servicio y cargar

Nuevamente el refrigerante, se sella el tubo utilizando una herramienta prensadora ("pinchadora"). Se quita el adaptador y se suelda el extremo del tubo de proceso.

Perforadoras, una forma muy conocida de tener acceso al sistema. Estas pueden montarse en el tubo de succión o el de descarga, y también en el de proceso.

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Existen dos tipos: atornilladas y soldables. Se deben montar en un tramo de tubo recto y redondo. Una vez instaladas, se coloca la válvula de servicio, cuyo vástago en forma de punta de desarmador, encaja perfectamente en la cabeza de la aguja perforadora. Al girar el vástago en el sentido de las manecillas del reloj, la aguja perfora el tubo.

Las válvulas de acceso más comúnmente utilizadas en los sistemas de refrigeración, son las de pivote o válvulas de núcleo (similares a las que se usan en las llantas de los automóviles). El cuerpo de este tipo de válvulas suele fabricarse de barra hexagonal de latón, aunque también se hacen de acero o aluminio. El núcleo es de acero y el empaque es de material compatible con los refrigerantes y el aceite.

El puerto de acceso (superior) la mayoría de las veces va a ser de 1/4" con rosca flare (SAE). Las conexiones inferiores son las que varían, y se fabrican con rosca para tubo FPT macho de varias medidas, como la mostrada en la letra (A) de la imagen mostrada.

Si no desea utilizarse la rosca de la conexión inferior, el orificio está maquinado para aceptar conexiones de diámetro exterior (ODS) de tubos de cobre de varias medidas. Este tipo de válvula de acceso, es la que comúnmente se utiliza en las válvulas de servicio de los compresores, tanto de succión como de descarga.

También se emplea en los filtros deshidratadores del tipo recargable de bloques desecantes. Ambos accesorios originalmente traen un tapón macho, el cual se reemplaza por la válvula de acceso. Se fabrican también en conexión inferior soldable (B), y al igual que en todas las demás, también se puede usar el puerto inferior para soldar tubo de cobre de diferentes medidas.

Otro tipo de válvula de acceso se fabrica con la conexión inferior soldable en forma escalonada (C), para diferentes diámetros de tubo de cobre.

El otro tipo de válvula de acceso es la que se muestra en la letra (D) de la imagen, la cual ya viene con una extensión de tubo de cobre, para facilitar la soldadura al instalarla al sistema. Es importante mencionar que cuando se vaya a soldar una válvula de acceso al sistema, ya sea con bronce o soldadura de plata, se debe remover el núcleo, para evitar que éste se dañe por el calor. Este núcleo debe reponerse hasta que esté fría la válvula. Todos los tipos de válvulas de acceso vienen con su tapón, el cual trae un anillo "O" de neopreno para sellar en caso de una fuga.

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Neumáticos.

Válvulas de asiento.

En estas válvulas el obturador está formado por bolas, semiesferas, discos, placas o conos que apoyan sobre un asiento, obteniendo una perfecta estanquidad de una manera muy simple. Los elementos de desgaste son muy pocos y, por tanto, estas válvulas tienen gran duración. Son insensibles a la suciedad y muy robustas.Normalmente, cuentan con un muelle incorporado para el reposicionamiento y se requiere una fuerza de accionamiento relativamente elevada para vencer la resistencia de éste y de la presión del aire. Sin embargo, el desplazamiento necesario del obturador para pasar de posición abierta a cerrada es muy reducido.

Algunas de las soluciones constructivas existentes no son capaces de evitar que se escape aire a la atmósfera cuando la conmutación se produce de forma lenta. Este fenómeno indeseable se conoce como solape.

Válvulas de asiento esférico.

Estas válvulas son de concepción muy simple y, por tanto, muy económicas. Se distinguen por sus dimensiones muy pequeñas. Un muelle mantiene apretada la bola contra el asiento; el aire comprimido no puede fluir del empalme 1 (P) hacia la tubería de trabajo 2 (A). Al accionar el taqué, la bola se separa del asiento. Es necesario vencer al efecto la resistencia del muelle de reposicionamiento y la fuerza del aire comprimido. Estas válvulas distribuidoras pueden ser 2/2 o bien 3/2

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con escape a través del taqué de accionamiento. El accionamiento puede ser manual o mecánico.

Válvulas de asiento plano.

Disponen de una junta simple que asegura la estanquidad necesaria. El tiempo de repuesta es muy pequeño puesto que con un desplazamiento corto se consigue un gran caudal de paso. También estas válvulas son insensibles a la suciedad y tienen, por eso, una duración muy larga.

Por el contrario las válvulas construidas según el principio de disco individual tienen un escape sin solape. No se pierde aire cuando la conmutación tiene lugar de forma lenta. En estas válvulas al accionar el taqué se cierra primeramente el conducto de escape de A (2) hacia R (3), porque el taqué asienta sobre el disco, antes de abrir el conducto de P (1). Al seguir apretando, el disco se separa del asiento, y el aire puede circular de P (1) hacia A (2). Se dice que la válvula carece de solape.

Algunas válvulas al ser accionadas, en primer término se unen simultáneamente las tres vías P, A y R. Como consecuencia, en movimientos lentos, una cierta cantidad de aire comprimido escapa de P (1) directamente a la atmósfera R (3), sin haber realizado antes trabajo. Se dice que estas válvulas tienen solape.

Las válvulas distribuidoras 3/2 se utilizan para mandos con cilindros de simple efecto o para el pilotaje de servoelementos.

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En el caso de una válvula normalmente abierta o abierta en reposo (abierta de P hacia A), al accionar el taqué se cierra con un disco el paso de P (1) hacia A (2). Al seguir apretando, otro disco se levanta de su asiento y abre el paso de A (2) hacia R (3). El aire puede escapar entonces por R (3). Al soltar el taqué, los muelles reposicionan el émbolo con los discos estanquizantes hasta su posición inicial.

Las válvulas pueden accionarse manualmente o por medio de elementos mecánicos, eléctricos o neumáticos. El caso de una válvula 3/2 accionada neumáticamente. Al aplicar aire comprimido al émbolo de mando a través del empalme Z (12) se desplaza el émbolo de la válvula venciendo la fuerza del muelle de reposicionamiento. Se unen los conductos P (1) y A (2). Cuando se pone a escape el conducto de mando Z (12), el émbolo de mando regresa a su posición inicial por el efecto del muelle montado. El disco cierra el paso de P hacia A. El aire de salida del conducto de trabajo A (1) puede escapar por R (3). Se trata de una válvula con solape, pues en el primer momento en que desciende el émbolo se ponen en contacto 1, 2 y 3 simultáneamente.

Una válvula 4/2 que trabaja según este principio es una combinación de dos válvulas 3/2, una de ellas normalmente cerrada y la otra normalmente abierta alojadas dentro de la misma carcasa.Los conductos de P (1) hacia A (2) y de B (4) hacia R (3) están abiertos. Al accionar simultáneamente los dos taqués, se cierra el paso de P (1) hacia A (2) y

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de B (4) hacia R (3). Al seguir apretando los taqués contra los discos, venciendo la fuerza de los muelles de reposicionamiento, se abren los pasos de P (1) hacia B (4) y de A (2) hacia R (3).

Esta válvula tiene un escape sin solape y regresa a su posición inicial por la fuerza de los muelles. Se emplea para mandos de cilindros de doble efecto.

En la imagen se observa una válvula distribuidora 5/2 denominada de disco flotante. Se invierte alternativamente por pilotaje mediante aire comprimido y permanece en la posición correspondiente hasta que recibe un impulso inverso. Se dice que es una válvula biestable. Al recibir presión, el émbolo de mando se desplaza. En el centro de dicho émbolo se encuentra un disco con una junta anular, que une los conductos de trabajo A (2) o B (4) con empalme de presión P (1) o los separa de éste. El escape se realiza a través de R (3) o S (5).

Aunque en un principio pudiera parecer que se trata de una válvula de corredera (4.2.5) se trata de una válvula de asiento, pues aunque dispone de una corredera la estanquidad se consigue mediante asiento.

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Válvulas de corredera.

En estas válvulas, las conexiones externas se relacionan unas con otras o se cierran por medio de una corredera longitudinal o giratoria, que se desplaza o gira dentro de un cuerpo de válvula.

Válvula de corredera longitudinal.

El elemento de mando de esta válvula es un émbolo que realiza un desplazamiento longitudinal, uniendo o separando al mismo tiempo los correspondientes conductos.

La corredera está formada por cilindros y discos coaxiales de diferente diámetro dispuestos consecutivamente. La fuerza de accionamiento requerida es reducida, porque no hay que vencer una resistencia de presión de aire o de muelle, como en el caso de las válvulas de asiento. Las válvulas de corredera longitudinal pueden accionarse manualmente o mediante medios mecánicos, eléctricos o neumáticos. Estos tipos de accionamiento también pueden emplearse para reposicionar la válvula a su posición inicial. La carrera es mayor que en las válvulas de asiento.

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En este tipo de válvulas la estanquidad es más imperfecta que en las válvulas de asiento.

La solución del problema mediante un ajuste mecánico entre corredera y el cuerpo de la válvula redundaría en grandes costos, casi prohibitivos, ya que para reducir las fugas al mínimo, en neumática, el juego entre la corredera y el cilindro no debe sobrepasar de 2 a 4 Hm. Para que los costos de fabricación no sean excesivos, se utilizan juntas tóricas en el cuerpo o en la corredera. Al objeto de evitar que los elementos estanquizantes se dañen, los orificios de empalme pueden repartirse en la superficie del cilindro.

Válvula de 5/3 vías.

Esta válvula tiene cinco conexiones: presión, dos con trabajo y dos con la atmósfera, y puede adoptar tres posiciones. Las conexiones 14 ó 12 accionan la válvula mediante aire comprimido. En la parte superior de la imagen se muestra en su posición estable intermedia.

La válvula se centra por efecto de los muelles, cuando no se produce ninguno de los pilotajes. En este caso las 5 vías se encuentran cerradas. Seguidamente se muestra la válvula de 5/3 vías después de haber aplicado una señal de pilotaje en 14. El aire fluye de 1 a 4. La conexión 2 se descarga por la 3, mientras que la 5 queda libre. En último lugar aparece la misma válvula después de haber aplicado la señal de pilotaje en 12, 1 se une con 2, 4 con 5 y 3 queda libre.

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Eléctricos.

Una electroválvula tiene dos partes fundamentales: el solenoide y la válvula. El solenoide convierte energía eléctrica en energía mecánica para actuar la válvula. Existen varios tipos de electroválvulas. En algunas electroválvulas el solenoide actúa directamente sobre la válvula proporcionando toda la energía necesaria para su movimiento. Es corriente que la válvula se mantenga cerrada por la acción de un muelle y que el solenoide la abra venciendo la fuerza del muelle. Esto quiere decir que el solenoide debe estar activado y consumiendo energía mientras la válvula deba estar abierta. También es posible construir electroválvulas biestables que usan un solenoide para abrir la válvula y otro para cerrar o bien un solo solenoide que abre con un pulso y cierra con el siguiente. Las electroválvulas pueden ser cerradas en reposo o normalmente cerradas lo cual quiere decir que cuando falla la alimentación eléctrica quedan cerradas o bien pueden ser del tipo abiertas en reposo o normalmente abiertas que quedan abiertas cuando no hay alimentación. Hay electroválvulas que en lugar de abrir y cerrar lo que hacen es conmutar la entrada entre dos salidas. Este tipo de electroválvulas a menudo se usan en los

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sistemas de calefacción por zonas lo que permite calentar varias zonas de forma independiente utilizando una sola bomba de circulación. En otro tipo de electroválvula el solenoide no controla la válvula directamente sino que el solenoide controla una válvula piloto secundaria y la energía para la actuación de la válvula principal la suministra la presión del propio fluido. El gráfico adjunto muestra el funcionamiento de este tipo de válvula. En la parte superior vemos la válvula cerrada. El agua bajo presión entra por A. B es un diafragma elástico y tiene encima un muelle que le empuja hacia abajo con fuerza débil. La función de este muelle no nos interesa por ahora y lo ignoramos ya que la válvula no depende de él para mantenerse cerrada. El diafragma tiene un diminuto orificio en el centro que permite el paso de un pequeño flujo de agua. Esto hace que el agua llene la cavidad C y que la presión sea igual en ambos lados del diafragma. Mientras que la presión es igual a ambos lados, vemos que actúa en más superficie por el lado de arriba que por el de abajo por lo que presiona hacia abajo sellando la entrada. Cuanto mayor sea la presión de entrada, mayor será la fuerza con que cierra la válvula. Ahora estudiamos el conducto D. Hasta ahora estaba bloqueado por el núcleo del solenoide E al que un muelle empuja hacia abajo. Si se activa el solenoide, el núcleo sube y permite pasar el agua desde la cavidad C hacia la salida con lo cual disminuye la presión en C y el diafragma se levanta permitiendo el paso directo de agua desde la entrada A a la salida F de la válvula. Esta es la situación representada en la parte inferior de la figura. Si se vuelve a desactivar el solenoide se vuelve a bloquear el conducto D y el muelle situado sobre el diafragma necesita muy poca fuerza para que vuelva a bajar ya que la fuerza principal la hace el propio fluido en la cavidad C. De esta explicación se deduce que este tipo de válvula depende para su funcionamiento de que haya mayor presión a la entrada que a la salida y que si se invierte esta situación entonces la válvula abre sin que el solenoide pueda controlarla. Este tipo de válvulas se utilizan muy comúnmente en lavadoras, lavaplatos, riegos y otros usos similares. Un caso especialmente interesante del uso de estas válvulas es en los calentadores de agua de depósito. En los calentadores de agua de demanda, el agua se calienta según va pasando por el calentador en el momento del consumo y es la propia presión del agua la que abre la válvula del gas pero en los calentadores de depósito esto no es posible ya que el agua se calienta mientras está almacenada en un depósito y no hay circulación. Para evitar la necesidad de suministrar energía eléctrica la válvula del gas es una válvula de este tipo con la

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válvula piloto controlada por un diminuto solenoide al que suministra energía un termopar bimetálico que saca energía del calor del agua. Las electroválvulas también se usan mucho en la industria para controlar el flujo de todo tipo de fluidos. Una electroválvula tiene dos partes fundamentales: el solenoide y la válvula. El solenoide convierte la energía eléctrica suministrada en energía magnética y esta a su vez la transforma en mecánica para actuar la válvula. Existen varios tipos de electroválvulas. En algunas electroválvulas el solenoide actúa directamente sobre la válvula proporcionando toda la energía necesaria para su movimiento. Es corriente que la válvula se mantenga cerrada por la acción de un muelle y que el solenoide la abra venciendo la fuerza del muelle. Esto quiere decir que el solenoide debe estar activado y consumiendo energía mientras la válvula deba estar abierta.

UNIDAD DIDÁCTICA 6. VÁLVULAS DE APERTURA CONTROLADA.

Tipos de válvula de apertura controlada.

Válvulas de expansión automáticas.

Esta válvula de sistema regulable actúa por la presión existente en el lado de baja del sistema.

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Todos estos tipos de válvula se diferencian principalmente en que unos tipos trabajan por medio de una membrana o diafragma de metal, mientras que otros utilizan un fuelle también metálico para obtener el necesario movimiento de flexión.

En el mecanismo interior de una válvula de expansión automática existe una membrana. Esta membrana está insertada en la parte superior de la válvula, la cual está a presión atmosférica, mientras que el resorte trabaja a contrapresión. En la parte inferior de la válvula se ejerce la presión del evaporador, mientras que en la del resorte de regulación la tensión puede variarse accionando el tornillo. Se realiza el ajuste en el resorte de regulación. La membrana se curva hacia abajo cuando baja la presión en el evaporador. Entonces el vástago desplaza el punzón de su asiento. El refrigerante entra en el evaporador hasta que aumenta la presión. Vuelve así la membrana a su posición anterior. Al ir reduciendo la tensión del resorte de regulación, se va elevando la presión en el evaporador y viceversa. A cada posición del resorte de regulación le corresponde una presión concreta en el evaporador, la cual permanece automáticamente constante, sin que la válvula reaccione a la temperatura existente en la cámara frigorífica.

Esta válvula de expansión automática es la más común en sistemas de frío. Es por lo tanto la más usada actualmente, pero con la diferencia de que es accionada por un fuelle en lugar de por una membrana. El funcionamiento es parecido al del tipo de membrana que acabamos de describir. La reducción de la presión de baja en el evaporador es la que hace que se dilate el fuelle y que responda a la presión constante del resorte regulador. Entonces, desplaza la aguja de su asiento y por lo tanto da paso al refrigerante. También, al aumentar esta presión, se comprime el fuelle, venciendo la presión del resorte regulador. Vuelve a ajustar en su asiento la aguja para cerrar el paso de líquido.

En el funcionamiento del equipo, esta válvula de expansión mantiene un perfecto equilibrio. Deja pasar el refrigerante cuando disminuye la presión e impide su paso cuando esta sobrepasa el límite fijado. Por lo tanto, lo que conseguimos es una presión constante de aspiración.

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La mejor manera de entender esto es con un ejemplo. Supongamos una instalación de R-12. Graduamos la válvula de expansión, para que la presión en el lado de baja se mantenga a 0,7 bares. Esta presión se mantendrá constante, sea cual sea el tiempo que esté en funcionamiento la máquina y la temperatura que se alcance. En cambio, un control de la presión sería algo imposible, ya que en la parada y puesta en marcha del equipo todo el mecanismo actúa bajo la acción de la presión de baja, que es independiente de la temperatura en el evaporador. Este caso concreto sería pues imposible. Si se utilizara este control de presión, su graduación de paro resultaría tan delicada que sería imposible obtener un resultado óptimo. Por esta razón, se usa un control de temperatura para que desconecte el compresor a la temperatura correspondiente.

Durante el periodo de parada, cuando el compresor no funciona, el refrigerante que se encuentra en el evaporador, en el instante de desconectarse el circuito, se expansiona, incrementando la presión en el evaporador y en el lado de baja, en proporción al aumento de temperatura. Esto hace que, mientras dura la parada, la válvula permanezca fuertemente cerrada.

En el momento en que la temperatura del evaporador se ha incrementado lo bastante como para dar lugar a la acción del control de temperatura, y suponiendo que el equipo está en marcha, esta presión elevada es absorbida por el compresor hasta llegar al límite en el que se halla regulada la válvula de expansión. En ese punto se abre de nuevo la válvula para dar lugar a su ciclo de funcionamiento normal.

En un sistema en el que se emplea una válvula de expansión, con respecto a la regulación y el control de la temperatura, hay que tener en cuenta que, si el termostato se gradúa a una temperatura demasiado reducida, la válvula de expansión mantendrá una presión de succión elevada, en relación con dicha temperatura. Por lo tanto, el refrigerante líquido, en exceso dentro del evaporador, volverá por la línea de succión y formará escarcha, con el consiguiente peligro de llegar hasta el compresor.

Análogamente, si la válvula de expansión se cierra demasiado, solo una pequeña parte del evaporador se mantendrá activa, lo que dará lugar a un excesivo trabajo del compresor. Si queremos una regulación ideal el termostato debe mantener la temperatura deseada, cerrando y abriendo alternativamente el circuito. Para eso hay que graduar la válvula de expansión, de modo que se produzca la mayor presión de retorno posible, sin congelar más que unos centímetros la línea de aspiración en el momento de parar.

Estas válvulas de expansión automática son empleadas normalmente en instalaciones pequeñas, como conservadoras de helados, enfriadores de líquidos, armarios comerciales, botelleros, etc. Debido a su accionamiento, de acuerdo con la presión de aspiración, se realizan en instalaciones con un solo evaporador.

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Válvulas de expansión termostáticas.

Este tipo de válvula de expansión se diferencia de las automáticas en que acciona por temperatura, en lugar de hacerlo por presión. Su construcción difiere casi exclusivamente en que se ha suprimido en ellas el tornillo y el resorte regulador de las válvulas automáticas. Se ha colocado en su lugar un elemento termostático. También existen dos tipos de válvulas de expansión termostáticas: de fuelle y de membrana.

Existen otros elementos termostáticos. Uno de ellos es el que hemos mencionado anteriormente, pues este está cargado con el mismo refrigerante usado en el sistema donde se instala la válvula. Está conectado por medio de un tubo capilar flexible a un bulbo que se instala en contacto con el tubo de salida del evaporador.El cambio de temperatura afecta al refrigerante contenido en el elemento termostático. Cuando se eleva la temperatura aumenta la presión dentro del elemento y viceversa. Actúa sobre el fuelle del mismo y provoca que se abra la válvula, cuando se eleva la presión, y que se cierre, cuando baja.

Veamos cuál es el funcionamiento de este mecanismo. Antes de que entre el refrigerante, al ponerse en marcha el sistema, el bulbo termostático está caliente y la presión en todo el elemento es alta. Esto hace que se extienda el fuelle que impulsa el vástago y que, al mismo tiempo, se mueva el tornillo de sujeción. Esto provoca el desplazamiento del punzón de su asiento. Se abre así el paso al refrigerante líquido, que pasa al evaporador.Una vez que ha entrado en el evaporador, el refrigerante líquido se expansiona. Se incrementa la presión del lado de baja del sistema, la cual comenzará a cerrar la válvula. El compresor hará que descienda la presión. Se abre de nuevo el paso de líquido al evaporador. Por otro lado, el evaporador llegará a llenarse totalmente y a cubrir la línea de aspiración hasta donde está instalado el bulbo de la válvula. Hay que saber que también se escarchará. Hará palpable que el descenso de presión en su interior contraiga el fuelle del elemento termostático y provocando el cierre parcial de la válvula.

Luego aumenta de nuevo la temperatura del extremo final del evaporador en el lugar del bulbo. Se incrementa así la presión del elemento termostático y se abre del todo la válvula, para administrar más refrigerante al evaporador. El efecto

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enfriador de esa admisión de refrigeración alcanza pronto el bulbo y de nuevo la válvula queda parcialmente cerrada.

Este funcionamiento de la válvula se repite en esta secuencia, con altos y bajos durante el ciclo completo de funcionamiento del compresor, hasta que la temperatura en el interior de la cámara, la del evaporador y la del bulbo, han disminuido al límite deseado. En ese punto se establecerá la debida presión de retorno, a la cual se ajustará el control de presión para desconectar el motor y parar la marcha del compresor.

Ahora bien, mientras que el sistema está parado, aumentará la temperatura en la cámara, en el evaporador y en el bulbo, con el correspondiente aumento de la presión, el cual hará que el elemento termostático intente abrir la válvula, lo que no conseguirá debido a la contrapresión que por su parte ejerce el fuelle, impulsado en aquel punto por el aumento de presión experimentado también en el lado de baja del sistema. De este modo queda equilibrado el trabajo de ambos fuelles y la válvula continúa cerrada durante el ciclo de parada, hasta llegar el momento en que, por haberse alcanzado el aumento de temperatura previsto, la presión en el lado de baja llega al punto en que el control está ajustado para conectar el motor y poner en marcha el compresor.

Una vez que se ha puesto en marcha el compresor, la válvula de expansión termostática continúa cerrada. Pero por otro lado, por la acción de succión del compresor, va disminuyendo la presión de baja hasta llegar al punto en que cede el fuelle. Cede a la presión del fuelle del elemento térmico y abre el paso de líquido. La cantidad de refrigerante que entra en el evaporador se controla durante el ciclo completo de funcionamiento por medio de la temperatura del bulbo termostático.

Las características especiales de este tipo de válvula hacen que se pueda usar con un solo evaporador, en combinación con un control de presión, o bien de temperatura. Se pueden emplear también en instalaciones múltiples con dos o más evaporadores, accionados por un solo compresor.

En las instalaciones múltiples, concretamente en aquellas donde las líneas de conexión son bastante largas, es recomendable la instalación de un filtro de líquido a la entrada de cada válvula de expansión, ya que los filtros que llevan resultan insuficientes para evitar el paso de las impurezas, las que tanto pueden perjudicar la acción de dichas válvulas, y en consecuencia, el funcionamiento del sistema.

Para poder hacer posible la regulación de una válvula de expansión termostática, debemos tener en cuenta el recalentamiento, que es la diferencia entre la temperatura del refrigerante evaporado que sale del evaporador en el tubo de aspiración y la de ebullición del líquido en el mismo evaporador.

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En condiciones normales de funcionamiento, la diferencia de temperatura existente es de 4°C. Por ello, si se evapora el refrigerante líquido a -12°C en el evaporador, el gas, al salir por el tubo de aspiración, tendrá una temperatura de -8 °C.

El dispositivo regulador, que es el que abre o cierra el paso de líquido y que varía en su forma de acuerdo con cada modelo de fabricación, sirve para reducir o aumentar la diferencia de temperatura. Se obtiene así la presión media de succión adecuada a la temperatura deseada de ebullición del refrigerante.

Es recomendable no efectuar este ajuste hasta que el sistema no lleve algunas horas de funcionamiento. Abriendo ligeramente la válvula manual en el circuito, una pequeña cantidad de refrigerante pasará al evaporador, donde habrá de evaporarse.

Pensemos en un supuesto punto uno donde el refrigerante se evapora y donde no haya pérdida de presión en el evaporador. La temperatura del refrigerante, desde la válvula de mano hasta el punto uno será la misma que la presión de aspiración determinada para el refrigerante empleado.

Desde punto uno anteriormente citado, el gas convertido el refrigerante líquido pasara a través del resto del evaporador y recogerá por el camino cierta cantidad de calor, generado por el rozamiento y por la temperatura más alta que rodea el exterior del evaporador. Este calor extra que se retiene es el llamado recalentamiento.

Pasamos a un nuevo estado y a un nuevo punto: el número tres. En él el recalentamiento será la diferencia entre la temperatura real de aspiración en este punto y la temperatura de ebullición que corresponde a la presión de aspiración existente.En caso de que la válvula se pudiera abrir un poco más, el punto de completa evaporación avanzará a lo largo del evaporador hasta el punto intermedio número dos. En este caso, el recalentamiento, al final del evaporador, se ha reducido, puesto que la presión de aspiración subirá como resultado del aumento de superficie del evaporador y de la pérdida de temperatura de aspiración del gas en el punto tres.

Si se pudiera abrir la válvula aún más, la ebullición tendría lugar en el punto tres, es decir, al final del evaporador. El recalentamiento quedaría reducido a cero. Pero en este caso el refrigerante fluirá de retorno al compresor, con los perjuicios consiguientes. Esto, naturalmente, debe evitarse, aunque, por otro lado, no ha de haber un recalentamiento elevado, ya que entonces el evaporador no desarrolla su total capacidad.

La función principal de una válvula de expansión termostática, con el fin de mantener el evaporador completamente alimentado de refrigerante, es obtener un recalentamiento constante y preajustado al final del mismo evaporador.

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El hecho de que coloquemos el bulbo es muy importante. En algunos casos determina el buen o el mal funcionamiento del sistema. Las reglas fundamentales establecen que el bulbo debe sujetarse a las mismas condiciones de temperatura existentes en la superficie del evaporador.

Con el fin de asegurar el cierre perfecto de la válvula cuando el compresor deja de trabajar, el bulbo debe sujetarse en la línea de aspiración donde la temperatura sea la misma que la del evaporador durante el ciclo de parada.

En instalaciones de cámaras frigoríficas, el bulbo se debe colocar siempre dentro del espacio refrigerado. En los tanques de salmuera o de agua, si son cerrados, en el espacio entre el nivel de líquido y la cubierta. Pero, si se trata de depósitos abiertos, dentro del baño, en el lugar más frío, junto siempre a la tubería de aspiración. Cuando se trate de instalaciones con evaporadores de aire forzado, debe procurarse siempre que el emplazamiento del bulbo quede fuera de las corrientes de aire del ventilador.

El bulbo se suele sujetar a la tubería de aspiración por medio de dos abrazaderas, en el punto donde se desea detener el escarchado. Por lo tanto, deberá quedar por lo menos un metro de tubería de aspiración en el interior de la cámara, detrás del bulbo. Esta parte es llamada tubo seco. Nunca se debe colocar cerca de una pared o próximo a tuberías o partes sólidas de hierro o metálicas, ya que las fluctuaciones de temperatura serían de este modo retardadas. Debe procurarse que el tubo capilar no tropiece nunca con el serpentín del evaporador o con la línea de aspiración.Lo más conveniente es montar el bulbo encima de una parte del tubo de aspiración. En todo caso, debe estar en posición horizontal, con el fin de conseguir las mejores condiciones de mando para la válvula. No debe montarse encima de un codo o de un tubo curvado, porque solo efectúa contacto en algunos puntos, con la consiguiente transmisión térmica insuficiente, que retardaría la relación de la válvula.

En el momento en que veamos que no disponemos de un tramo de tubo horizontal resulta inevitable montar el bulbo en posición vertical. En este caso, es preferible que el gas aspirado circule por el tubo de arriba para abajo y no de abajo para arriba. El motivo es, como hemos mencionado el siguiente, que en el tubo ascendente anterior se depositan aceite y refrigerante que son arrastrados hacia arriba en golpes periódicos, siempre que el codo se haya llenado hasta cierto punto, lo que da lugar a una influencia intermitente sobre el bulbo que ocasiona fuertes oscilaciones en la regulación.

También puede darse el caso de que tengamos dificultades de regulación en el montaje horizontal delante del tramo ascendente del tubo de aspiración, debido igualmente a la acumulación del aceite, que siempre arrastra el refrigerante. Esta

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forma de montaje puede dificultar el funcionamiento de la válvula, especialmente cuando se pone la instalación en marcha después de un periodo de parada.

El refrigerante que no se ha evaporado, que se queda en el evaporador, se recoge durante la parada en el tramo bajo del serpentín, en el punto donde se encuentra el bulbo. Es el momento cuando debe ponerse en marcha, este refrigerante entra seguidamente en evaporación. El bulbo sufre una bajada temperatura muy fuerte.

Solamente después de la evaporación completa del refrigerante, el cual contiene el tubo de aspiración, y después del calentamiento, el bulbo será capaz de abrir la válvula. Como consecuencia se produce una fuerte depresión que puede llegar cerca del vacío. Bajo un control del presostato, esto puede dar lugar a repetidos ciclos de parada y puesta en marcha, ya que a causa de la fuerte succión se vuelve a producir, unos segundos después de la conexión, la presión de desconexión del presostato.

No podemos comenzar el trabajo normal mientras no se haya evaporado completamente el contenido de refrigerante en el tubo de aspiración. Por lo tanto, es indispensable dar al tubo delante del tramo vertical una forma de sifón, para que el aceite y refrigerante que contenga sea arrastrado inmediatamente y el bulbo no sufra influencias falsas.

Para fijar el bulbo se emplea la abrazadera metálica que se entrega normalmente con la válvula. No es recomendable el empleo de alambres, cuerdas o cinta aislante, ya que hacen siempre mal contacto con el tubo de aspiración.Algunos tipos determinados de válvulas de expansión termostática, sobre todo aquellas con envoltura especial no deberán montarse debajo del evaporador o en un lugar que reciba la corriente de aire frío del evaporador. Se debe colocar el elemento termostático en una situación lo más alto posible dentro de la cámara, o sea, en el lugar donde el aire sea menos frío.

Para el funcionamiento apropiado de la válvula, es muy importante que el elemento termostático esté siempre situado en un ambiente unos grados más caliente que el bulbo.

También es conveniente colocar un trozo de tubo desde la salida de la válvula a la entrada del evaporador, con el fin de que la válvula se encuentre en un lugar más elevado y menos frío que el bulbo. Hay que procurar que este último no quede afectado por las corrientes de aire caliente dentro de la cámara o nevera.

Sin embargo, otros tipos de válvulas metálicas más modernas poseen la gran ventaja de poder colocarse en sitios más fríos o más calientes que el bulbo, sin perjudicar las condiciones de regulación de las válvulas.

El aislamiento del bulbo es conveniente y necesario en los siguientes casos:

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1. Cuando por necesidades de instalación se monta fuera de la cámara o tanque.

2. En los evaporadores de aire forzado, cuando el bulbo está expuesto a la corriente de aire entrante.

3. En un tanque de salmuera, cuando el bulbo se monta en el último tubo del serpentín. En este caso conviene aislarlo, aunque no es indispensable.

Cuando disponemos de un tanque de salmuera y montamos el bulbo fuera de la salmuera, es indispensable instalarlo en el aire frío entre la salmuera y la tapa, con el fin de evitar el calentamiento que, en el periodo de parada daría lugar a una nueva abertura de la válvula o a una nueva inyección de refrigerante en el evaporador. Si la tapa del recipiente de salmuera tuviese que abrirse con frecuencia, el aislamiento del bulbo se impone.

La mejor manera de aislar el bulbo de la válvula es envolver el bulbo y la tubería de aspiración con una hoja delgada de caucho y sujetarla con abrazaderas.

Válvulas de expansión termostáticas con recalentamiento fijo.

En algunas instalaciones más reducidas se suelen instalar válvulas de expansión termostáticas fijas, es decir, que no puede regularse en ellas el recalentamiento como en las anteriormente descritas.

Es recomendable únicamente el empleo de estas válvulas cuando la capacidad y las características del compresor y del evaporador son bien conocidas, y se ha determinado previamente la temperatura de recalentamiento, ya que no puede variarse el ajuste establecido por el fabricante en este caso. Se instalan especialmente con control de temperatura y pueden colocarse indistintamente en lugares que sean más fríos o más calientes que el lugar de contacto del bulbo en la salida del evaporador.

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Válvulas de expansión termostáticas con distribuidor de refrigerante.

En los evaporadores que están formados por varios circuitos en colectores individuales o en evaporadores de gran superficie, es muy frecuente el hecho de que no se obtenga un total rendimiento por estar mal alimentados de refrigerante los diversos circuitos, debido a una distribución desigual. Esto provoca la inundación de uno de ellos. La inundación llega hasta el bulbo de la válvula de expansión y causa el estrangulamiento de los demás circuitos.

Para corregir este defecto, se emplean válvulas de expansión termostática con distribuidor de refrigerante. Estas válvulas llevan una boquilla en su salida, que va dispuesta con diversas tomas que se conectan a cada uno de los circuitos del evaporador. De esta forma los circuitos se alimentan de manera uniforme y se restablece el total aprovechamiento de la superficie del evaporador y se reduce el tiempo de trabajo y coste de mantenimiento del equipo frigorífico.

Para adaptar el número de circuitos del evaporador, existen multitud de combinaciones de distribuidores. Estas válvulas van normalmente equipadas con igualador de presión, dispositivo que describiremos a continuación.

Todos los tubos que van desde las boquillas distribuidoras a cada uno de los circuitos del evaporador tienen que coincidir tanto en longitud como en diámetro, dependiendo del largo de esos tubos, de la distancia máxima entre la boquilla y la sección más distante del evaporador.

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Estos tubos van soldados a los orificios de la boquilla. Hay que tener un cuidado especial al realizar esta operación, la de separar la boquilla de la válvula, con el fin de que esta no se vea afectada por el calor de la soldadura.

En la válvula de expansión, la boquilla distribuidora va adaptada directamente o a la tubería después de la válvula. Hay que procurar en este último caso que ese tubo de conexión sea lo más corto posible.

El refrigerante líquido puede ser insertado desde arriba o desde abajo en el evaporador. Pero la experiencia demuestra que se consigue una distribución más eficaz si se orienta el distribuidor con la salida hacia arriba, pero siempre en sentido vertical, no horizontal.

Otro aspecto importante es el aire que pasa a través de la batería que, bien sea en sentido paralelo o contra corriente, debe ajustarse a la dirección en que se ha optado, según la distribución del líquido. También se debe tener en cuenta el tubo de aspiración, que debe ir conectado al punto inferior del colector de aspiración del evaporador, a fin de obtener un rápido retorno del aceite mezclado con el refrigerante.

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UNIDAD DIDÁCTICA 7. VÁLVULAS DE SEGURIDAD.

Tipos de válvula de seguridad.

Las válvulas de seguridad sirven para evitar excesos de presión o de vacío en la parte de la instalación donde podemos tener una parada de la máquina, rotura o inhabilitación de la parte más importante del sistema donde se intercala la misma.

Válvula de seguridad de carrera completa.

Es una válvula de seguridad cuyo disco automáticamente se levanta hasta su carrera total, de tal forma que el área de descarga no está determinada por la posición del disco.

Válvula de seguridad de carrera restringida.

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Es una válvula de seguridad cuyo disco automáticamente se levanta hasta una posición específica de su carrera, de tal forma que el área de descarga está determinada por la posición del disco.

Válvula de seguridad de orificio.

Una válvula de seguridad de orificio completo es un tipo de válvula que no tiene reducciones de diámetro, es decir; aquella que no tiene estrangulamientos en el interior del orificio de flujo. Su disco levanta lo suficiente como para generar la mínima área del orificio, por encima del asiento, para convertirse en el área que controla el flujo.

Válvula de seguridad operada por piloto.

Es un tipo de válvula de presión en la cual la válvula principal tiene el miembro obturador no balanceado, que es un pistón. Por lo tanto está combinada y controlada por una válvula de relevo de presión auxiliar; es decir, que la controla otra válvula auxiliar (piloto). Esta última es una válvula operada por resorte. Las dos unidades que forman la válvula de piloto pueden estar montadas conjuntamente o por separado, pero deben estar conectadas siempre entre sí. Las válvulas operadas por piloto lo hacen con gran precisión, ya que el piloto es el sensor que detecta en todo momento la presión del sistema. Al llegar al punto de calibración induce la descarga de la presión que existe en una cámara llamada domo localizada en la válvula principal. Esto permite el movimiento del pistón, que

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hará que se descargue el exceso de presión del sistema. Existen diferentes tipos de válvulas piloto, que, dependiendo de las condiciones del servicio, pueden ser con flujo o sin flujo.

UNIDAD DIDÁCTICA 8. VÁLVULAS REGULADORAS DE PRESIÓN.

Tipos de válvula de regulación de presión.

Válvulas de expansión termostáticas con limitador de presión (MOP).

Las aplicaciones de las válvulas termostáticas son numerosas. Se usan cuando se necesita proteger de sobrecargas el motor del equipo compresor, sobre todo en el momento inicial de puesta en marcha. También se usan en aquellas instalaciones donde existen largos ciclos de parada o en las que, por las condiciones especiales de trabajo el compresor, este se ve obligado a arrancar bajo presiones y temperaturas de condensación elevadas.

Esta protección se realiza a través de una válvula, que limita la presión y evita aumentos bruscos de presión. Esta válvula mantiene el paso de refrigerante a los límites de presión fijados, hasta que desaparezca la condición de sobrecarga. Durante este periodo, esta válvula regula el paso de líquido en forma similar a la de una válvula de expansión automática.

Válvulas de expansión termostáticas con igualador de presión exterior.

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En evaporadores, mayormente en los de gran capacidad, quedan latentes una serie de pérdidas de presión importantes a través de ellos. También sabemos que, cuando en este tipo de instalaciones se emplean válvulas de expansión termostáticas con boquillas distribuidoras, se incrementan mucho más estas pérdidas. Sabemos que es mucha mayor la presión a la salida de la válvula que a la salida del evaporador.

En estos casos, lo que no es recomendable es tener establecido un recalentamiento alto que supere la presión en el elemento termostático de la válvula, ya que entonces disminuye la superficie efectiva del evaporador.

Para resolver el problema planteado anteriormente, se emplean válvulas de expansión termostáticas con igualador de presión. Es la solución, desde el interior o desde el exterior.La solución en el interior de la válvula consiste en que esta comunica la presión de succión a la membrana por debajo y mueve así la presión de trabajo de la válvula, evitando las altas presiones, que se producen en la aspiración por llenado del evaporador en la puesta en marcha. Estas altas presiones afectan a la regulación de la válvula de expansión, que no abrirá hasta que haya subido la presión del bulbo hasta el límite correspondiente.

En las válvulas con igualador de presión exterior, esta conexión se realiza por medio de un tubo, el cual está conectado desde la cámara, justo debajo de la membrana, hasta la línea de succión, después del punto donde hace contacto el bulbo de la válvula. La cámara queda totalmente aislada con empaquetadura alrededor del vástago de empuje.

Si se utilizan las líneas de aspiración de menos a más, se pueden formar balsas de líquido y aceite, donde se encuentra el bulbo y del igualador. Se puede provocar un funcionamiento irregular de la misma válvula.

Para evitar estos problemas, podemos hacer un pequeño sifón después del emplazamiento del bulbo y la citada toma del igualador de presión. Es aconsejable respetar las distancias indicadas en este diagrama, siempre que ello sea posible, o procurar no distanciarse excesivamente de ellas.

Desde luego, esta disposición no es necesaria cuando la tubería de aspiración se prolonga en sentido horizontal o descendente.

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Válvulas de flotador.

Estas válvulas se colocan en un depósito que llevan los evaporadores, donde se aloja el mecanismo de la válvula de flotador.

La boya de la válvula flota en el refrigerante líquido, en el depósito. Una vez que el depósito se encuentra lleno hasta un determinado nivel, se cierra la aguja y se impide el paso de líquido.

En el momento en que está en marcha el compresor, baja la presión, lo que permite que entre en ebullición el refrigerante líquido. Esto hace bajar su nivel y, por tanto, baja también la boya. Se mueve el punzón y empieza a entrar más líquido, a medida que se efectúa la evaporación.

Una vez que el líquido ha alcanzado su nivel, el flotador sube y cierra el paso del líquido, hasta que se necesite más cantidad debido a la evaporación. Esta válvula de flotador tiene un tubo de retorno para conducir el gas expansionado en la parte alta del depósito hacia el compresor.

En la tapa del depósito disponemos de dos válvulas de paso, que van conectadas a las tuberías de líquido y aspiración. La admisión de líquido se efectúa por la válvula inferior. La salida de gas, por la superior.

Este tipo de válvula no admite regulación alguna. Está calculada para una determinada capacidad. Se ajusta el caudal de líquido entrante por el calibre del asiento del punzón, que es intercambiable.

Este tipo de sistema puede emplearse en multitud de instalaciones, es decir, en instalaciones en las que existan más de un evaporador con un solo compresor. En este caso el control debe hacerse por un presostato de baja. Si se tratara de instalaciones de un solo evaporador, puede realizarse el control por medio de un termostato o presostato.

Esta válvula funciona de la manera mencionada anteriormente. Hay que tener en cuenta que se trata de un punzón que ajusta sobre un asiento, que es manejado por una boya. Esta boya, con el aumento del nivel de líquido en el depósito, abre el

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paso del depósito hacia el evaporador. Cierra al llegar de nuevo al nivel debido, para repetirse automáticamente todo el ciclo.

Cuando se encuentra el sistema en funcionamiento normal, la acumulación de líquido es lógica, con lo cual el flotador estará abierto solo en parte. Suministrará una cantidad constante de líquido al evaporador.

Este sistema, en el cual interviene un flotador, puede utilizarse controlado por termostato o también por un presostato de baja. No puede ser utilizado en instalaciones en las que un solo compresor deba alimentar a dos o más evaporadores.

Válvulas de expansión fija regulable a mano.

En muchas de las instalaciones de gran capacidad son empleadas distintos tipos de válvulas fijas regulables a mano. Son solamente válvulas de paso, con las que se regula el paso de refrigerante líquido. Esto es posible gracias a la mayor o menor separación del punzón sobre su asiento. En la siguiente imagen se ilustra perfectamente esta condición. Como vemos en la parte A, el punzón deja de pisar la membrana y permite el paso del líquido, mientras que en el B ocurre lo contrario.

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UNIDAD DIDÁCTICA 9. UNIONES Y ACCESORIOS PARA TUBERÍAS.

Roscadas.

En este caso, destacamos la unión de tuberías galvanizadas. Estos tipos de unión tienen muchas desventajas, comparada con otros materiales y sobre todo con la tubería PVC. La tubería galvanizada se usa para agua fría y caliente. Estas tuberías se acoplan mediante roscas, a las que se les tiene que poner teflón antes de unirse, para evitar fugas de agua.

En estos tipos de unión se usan diversos accesorios, del mismo modo que ocurre en otras tuberías. Por ello, se presentan uniones universales, reducciones de copa recta, reducción macho, uniones rectas, etc.

Embriadas.

En este tipo de unión se pueden mencionar los siguientes modelos:

Unión de tuberías flexibles. Para realizar esta unión, en primer lugar, hay que desenrollar adecuadamente la tubería. Después, se usa el cortatubo adecuado. Luego, se limpian las rebabas que quedan del corte de la tubería flexible (normalmente de PVC). Posteriormente, se debe introducir el extremo del tubo en el agujero adecuado del bloque de la herramienta de expansión. Se aprieta el cono de expansión sobre la parte del tubo que sobresale, hasta que asiente el tubo sobre el bisel formado. Después, hay que lubricar el cono.

Por último, hay que unir y colocar todos los accesorios que trae el racor de unión, como, por ejemplo, las tuercas.

Tubería unida mediante pernos o bridas. Son las más comunes. Consisten en una serie de pernos que van pasando, de lado a lado alrededor de un círculo a través de pletinas soldadas a la tubería. En la mitad de la unión llevan una pletina para reforzar la unión. Estas uniones se efectúan para controlar el paso del agua.

Soldadas.

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Se pueden distinguir los siguientes tipos:

Tubería unida mediante soldadura. Este tipo de unión consiste en hacer círculos durante toda la sección que se va a soldar, mediante soldadura eléctrica. De esta forma se evita que el cordón quede débil y se permite que pueda soportar las altas presiones a las que son sometidas este tipo de uniones. Este tipo de tubería es utilizada para el transporte de agua en centrales hidroeléctricas.

Unión de tuberías de cobre. Este tipo de tubería es utilizado para redes de gas o conducción de agua caliente. Se presenta en dos tipos tubería: de cobre rígido y flexible.

Las uniones para tubería rígida de cobre se presentan en muchos modelos, como unión normal reducciones rectas, racores, etc. Para soldar este tipo de uniones se utiliza una pasta especial para cobre no corrosivo.

Unión de tuberías de PVC. Este tipo de unión tiene amplias ventajas, en comparación con otras uniones. Son resistentes a la corrosión y a la acción electrolítica que destruye las tuberías de cobre. Las paredes quedan lisas y libres de porosidad lo que impide la formación de incrustaciones comunes en las tuberías metálicas. Proporcionan una vida útil mucho más larga con una mayor eficiencia. Este tipo de unión también proporciona una alta resistencia a la tensión y al impacto. Por lo tanto, pueden soportar presiones muy altas. Son también muy seguras.

Este tipo de unión consiste en realizar una soldadura líquida, con un adhesivo adecuado.

Estos tipos de unión mencionados anteriormente son similares para tubería CPVC (agua caliente).

La diferencia entre estos tipos de material es que el PVC (policloruro de vinilo) es para agua fría-presión y el CPVC (policloruro de vinilo clorado) es para agua caliente.

Tipos de accesorios para tuberías.

Codos. Son accesorios con forma curva, que se utilizan para cambiar la dirección del flujo. De este modo podemos desviar la tubería según requieran las circunstancias.

El tamaño de los codos es estándar. Los distintos tipos de codos se clasifican según el ángulo de curvatura. Los podemos encontrar normalmente como:

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- Codos estándar de 45°.- Codos estándar de 90°.- Codos estándar de 180°.

Reducciones. Son accesorios con forma cónica que se utilizan para reducir el diámetro en las tuberías. Están fabricados en diversidad de materiales y aleaciones. Se utilizan para disminuir el volumen del fluido a través de las líneas de tuberías.

Entre los tipos más comunes, el más utilizado es el estándar excéntrica. Es un accesorio reductor que se utiliza para disminuir el caudal del fluido en la línea y aumentar su velocidad que ha perdido en su eje.

Tapones. Son accesorios utilizados para bloquear o impedir el paso o la salida de fluidos en un momento determinado. Normalmente, son utilizados en líneas de diámetros más pequeños.

Bridas. Son accesorios para conectar tuberías con equipos (bombas, intercambiadores de calor, calderas, tanques, etc.) o accesorios (codos, válvulas, etc.). La unión se hace por medio de dos bridas. Una de ellas pertenece a la tubería y la otra al equipo o accesorio que va a ser conectado. Las ventajas de las uniones bridadas son que, por estar unidas por espárragos,

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permiten el rápido montaje y desmontaje, en el caso de ser necesario para hacer reparaciones o para efectuar labores de mantenimiento.

Empacaduras. Es un accesorio utilizado para realizar sellados en juntas mecanizadas existentes en líneas de servicio o plantas en proceso.

Existen los siguientes tipos:

- Empacadura flexitálica. Este tipo de empacadura es de metal y de asientos espirometatilos. Ambas características se seleccionan para su instalación de acuerdo con el tipo de fluido.

- Anillos de acero. Son las que se usan con brida que tienen ranuras para el empalme con el anillo de acero. Este tipo de juntas de bridas se usa en las líneas de aceite de alta temperatura que existen en un alambique o en espirales de un alambique de tubos. Este tipo de junta en bridas se usa en líneas de amoníaco.

- Empacadura de asbesto. Como su nombre indica, están fabricadas de material de asbesto simple, comprimido o grafitado. Las empaquetaduras de tipo anillo se utilizan para bridas de cara alzada o levantada, de cara completa para bridas de cara lisa o bocas de inspección y/o pasahombres en torres, inspección de tanques y en cajas de condensadores, donde las temperaturas y presiones sean bajas.

- Empacaduras de cartón. Son las que se usan en cajas de condensadores, donde la temperatura y la presión sean bajas. Este tipo puede usarse en huecos de inspección cuando el tanque va a llenarse con agua.

- Empacaduras de goma. Son las que se usan en bridas macho y hembra que estén en servicio con amoníaco o enfriamiento de cera.

- Empacadura completa. Son las que generalmente se usan en uniones con brida, particularmente con bridas de superficie plana, y la placa de superficie en el extremo de agua de algunos enfriadores y condensadores.

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- Empacaduras de metal. Están fabricadas en acero al carbono o en aleaciones de acero inoxidable. También se fabrican en aleaciones de acero inoxidable.

- Empacaduras grafitadas. Son de gran resistencia al calor. Se fabrican de tipo anillo y de acero con asiento grafitado. Son de gran utilidad en juntas bridadas con fluido de vapor.

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UNIDAD DIDÁCTICA 10. ELEMENTOS ANTIVIBRATORIOS Y DE AISLAMIENTO.

Los elementos antivibratorios son compuestos que evitan el movimiento no deseado de partes de las máquinas. Evitan ruidos no deseados y evitan la rotura de circuitos o las disfunciones de los equipos. Por otro lado, garantizan la prolongación de la vida útil de la máquina y de sus componentes.

Las suspensiones elásticas permiten un buen reparto de las cargas estáticas. Podemos saber cuánta carga soporta cada punto de apoyo. Con esta posibilidad, se puede corregir una mala distribución de cargas. Incluso esto nos permitirá poner el elemento que corresponda a cada punto para mantener la maquinaria equilibrada cuando esté en posición estática.

Una suspensión elástica absorbe sin problemas las pequeñas diferencias entre ejes de fijación y amplía las tolerancias de fabricación. Este tipo de suspensión también permite la acción de cargas en diferentes direcciones y filtra la frecuencia de excitación. Neutralizan de esta manera los ruidos y las vibraciones.

En función de las cargas actuantes y del espacio disponible, podemos pedir el amortiguador más adecuado.

Entre las suspensiones más importantes encontramos:

Muelles de platillo. Son también conocidos como arandelas elásticas o muelles de disco. Son arandelas cónicas que ofrecen una fuerza elástica proporcional a la deformación a la que son sometidas en la misma dirección axial. Al poder utilizarse apiladas, nos permiten diseñar muelles a medida de nuestras necesidades.

Son piezas sumamente precisas con respecto a los valores teóricos. Están diseñadas para soportar un alto número de ciclos. Su característica fundamental es que se pueden obtener grandes valores de fuerza en espacios reducidos.

Arandelas Belleville. También se llaman arandelas de presión. Tienen como función evitar la pérdida de precarga entre un tornillo y una tuerca o en cualquier otro tipo de unión que permita su colocación, al aplicar una presión

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permanente sobre ambos. Consiguen que las partes sujetas permanezcan fijas a pesar de las vibraciones o de otras formas de relajación que puedan aparecer con el paso del tiempo. A pesar de que su aspecto es muy similar a los muelles de platillo, sus características son muy distintas, ya que no están preparadas para el trabajo dinámico.

Muelles de disco. Están diseñados para actuar como retención de los cojinetes de bolas. Su función es la de absorber las vibraciones del cojinete y disminuir disminución el ruido. También sirven para compensar las dilataciones térmicas del conjunto durante su funcionamiento, sin que esto produzca una variación de la carga axial recomendada indicada por el fabricante del rodamiento.

Muelles helicoidales. Están disponibles en diversos diámetros y longitudes estándar. Es posible también suministrar los muelles con longitud de 500 mm, para que posteriormente puedan ser cortados a medida. Las medidas estándar vienen con los extremos aplanados de forma perpendicular al eje. En las longitudes de 500 mm los extremos no están aplanados, dado que estos muelles están destinados a ser cortados a medida por el propio usuario.

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Muelles tope. También llamados muelles de voluta. Son conocidos también por otros nombres, como muelle de tira, muelle cónico de tira y amortiguador cónico.

Un muelle de tope o resorte de voluta está conformado a partir de un fleje delgado de acero, enrollado en espiral sobre la misma cara del fleje, de manera que las espiras quedan en cono una dentro de otra y con una base plana. Puesto que las espiras no se superponen, la altura cerrada del resorte es igual al ancho del fleje a partir del cual se conforma.

Existen otras suspensiones que van hechas a medida y son las siguientes:

Muelles de gas para matricería. Son cilindros estancos, que han sido precargados con nitrógeno (que es un gas inerte) a una determinada presión, para que el vástago del cilindro haga de muelle. Los cilindros suelen ir alojados en los mismos taladros que tiene una matriz para alojar los muelles tradicionales, que en el pasado eran la única alternativa para esta función.

Cilindros de nitrógeno. Su ventaja es la durabilidad con respecto a los muelles de alambre rectangular (serie verde, azul, roja, amarilla y dorada). Pueden ser recargados nuevamente si con el paso del tiempo se observa una pérdida en sus condiciones iniciales, cosa que con los muelles de alambre no ocurre.

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UNIDAD DIDÁCTICA 11. COMPENSADORES DE DILATACIÓN PARA TUBERÍAS.

Los compensadores de dilatación son elementos que intercalamos en nuestros conductos para absorber las contracciones y dilataciones producidas por el aumento o disminución de la temperatura. También de esfuerzos mecánicos no deseados.

Encontramos como principal compensador el tubo metálico flexible, que sirve para la conducción de fluidos como el agua, e incluso puede conducir la electricidad. Tiene un revestimiento impermeable y una estructura helicoidal que absorbe trabajos de tracción y compresión.

Otro tipo de compensador es la conexión entre tuberías. El compensador es el elemento que absorbe los esfuerzos de tracción y compresión. La tubería queda intacta, sin percibir esos esfuerzos.

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UNIDAD DIDÁCTICA 12. MATERIALES PARA AISLAMIENTO TÉRMICO DE TUBERÍAS Y SUS ACCESORIOS.

Los elementos de aislamiento térmico sirven para aislar del calor, del frío y de los cambios de temperatura. Su misión es la de mantener estable el dispositivo que se quiere aislar desde el punto de vista térmico.

Los materiales que más utilizamos para el aislamiento térmico son:

Corcho. Es el material que se ha empleado desde más antiguo para aislar. Normalmente se usa en forma de aglomerados, en forma paneles. Debe estar tratado contra el ataque por hongos, pues es un material orgánico. Su mayor ventaja es la inercia térmica que presenta.

Algodón. Se trata de papel de una manta de algodón, cuya densidad es de 25-40 kg/m3 (lana soplada), 20-60 kg/m3 (lana en manta), coeficiente de conductividad térmica: 0,04 W/(m·K).

Arlita. Es un árido cerámico de gran ligereza, cuya densidad es 90 kg/m3

(prensado) y cuyo coeficiente de conductividad térmica es de 0,06 W/(m·K).

Cáñamo. Es un material de origen natural, cuya densidad es de 150 kg/m3

(raspaduras), 20-40 kg/m3 (en manta).

Celulosa. Se trata de papel de periódico reciclado molido al que se le han añadido unas sales, para darle propiedades ignífugas e insecticidas. Se insufla en las cámaras o se proyecta en húmedo. Es un potente aislante estival e invernal y tiene también propiedades de aislamiento acústico.

En las zonas más calurosas se suelen encontrar como elementos aislantes productos que permitan la entrada de aire al lugar, para que se pueda disfrutar aún más de la frescura del ambiente exterior.

A los tipos de aislamientos térmicos se les diferencia según la temperatura del lugar. Lo más común es que se utilicen en las zonas de más frío elementos con más grosor.

Para esto se debe tener en cuenta que el elemento que es colocado como aislante tenga un relleno en su interior, ya que no podrá aguantar y eliminar el frío que proviene de la zona de fuera.

MÓDULO 3. CÁLCULOS EN INSTALACIONES DE FLUIDOS.

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UNIDAD DIDÁCTICA 1. TABLAS, ÁBACOS Y PROGRAMAS INFORMÁTICOS APLICADOS A LOS DISTINTOS CÁLCULOS.

El ábaco psicométrico como ejemplo de cálculo de cargas.

El fin de todo acondicionamiento de aire es conseguir un grado de confort de las personas que ocuparán el local.

Esa sensación de confortabilidad es variable, dependiendo de las personas, su edad, su sexo, su estado físico, la ropa que usan, la actividad que desarrollan en el local, etc.

En América, se realizaron varias encuestas y estudios con miles de personas, sobre la condición ideal de lo que es confortable, en un intento de relacionar los factores temperatura, humedad, movimiento y pureza del aire con los distintos grados de sensación de confortabilidad de esas personas, se obtuvo como resultado una zona dentro del diagrama psicométrico.

EL ábaco de confort se utiliza de guía para proyectista de aire acondicionado, para poder fijar las condiciones interiores en el local, ya que la reacción de los seres humanos será diferente ante las mismas condiciones.

Es difícil encontrar el punto agradable para todo el mundo, por ello tenemos que buscar la condición óptima para el local en cuestión.

El acondicionamiento lleva implícito administrar y extraer el calor del aire. Por lo tanto, nos interesa conocer cómo se gana o se pierde ese calor del local en estudio.

El calor que fluye del cuerpo de mayor al de menor temperatura se transmite en la naturaleza de tres formas: por conducción, por convección y por radiación.

Por lo tanto, deberemos efectuar los cálculos necesarios para saber qué ganancias o pérdidas tenemos por estas transferencias de calor en el local. Hay un calor que es transmitido desde el exterior al interior del local y otro producido dentro.

El calor producido en el exterior:

Calor recibido a través de las paredes, los techos y los suelos. Calor recibido a través de las ventanas. Calor procedente del aire de ventilación o que se infiltra.

El calor producido en el interior:

Las personas que lo ocupan. La iluminación. Los aparatos eléctricos, de gas o de vapor que puedan producir calor.

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Otros factores o elementos que puedan aportar calor, como las tuberías de agua caliente.

Para desarrollar el proyecto tendremos en cuenta los siguientes puntos.

Datos de partida.

Al comenzar a calcular una instalación de aire acondicionado, es necesario hacer acopio previo de los siguientes datos. Esto ahorrará visitas e inspecciones al local antes de comenzar el cálculo:

1. Planos del local: planta, sección y fachadas.2. Situación, latitud, altura, tipo de atmósfera (industrial clara, etc.).3. Tipo de instalación deseada.4. Tipo de construcción, sección de paredes, suelos y techos.5. Tipos y características de los cerramientos: ventanas, puertas, claraboyas,

etc.6. Uso del local. Condiciones interiores: temperatura y humedad en invierno y

en verano.7. Condiciones interiores de los locales contiguos.8. Densidad de personas por metro cuadrado o número exacto.9. Maquinaria instalada y horarios de funcionamiento.10. Iluminación instalada y horario de funcionamiento.11. Otros aparatos como estufas, hornos, etc. y sus características.12. Fuentes de carga latentes, como baños, duchas, depósitos, y su

temperatura.13. Horario de funcionamiento del local.14. Condiciones y exteriores de base: temperatura y humedad en invierno y en

verano.15. Grado de tolerancia para la temperatura y humedad interiores.16. Tipo de combustible deseado para la calefacción.17. Medio disponible para la refrigeración del condensador (agua o aire).18. Temperatura y caudal del agua disponible.19. Características y tensión de la energía eléctrica.20. Dimensiones y situación de la sala de máquinas.21. Renovaciones de aire necesarias.22. Otras observaciones: sombras de otros edificios, uso de persianas o

parasoles, color de las cortinas, velocidad del aire en la localidad y dirección más frecuente, etc.

Con todos estos datos, el técnico procederá al cálculo de las aportaciones y pérdidas de calor que haya que compensar.

Condiciones interiores.

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Es otro de los datos de partida importantes que se debe tener en cuenta en el cálculo de un acondicionamiento de aire.

1. Los ocupantes del local: edad y sexo, número, ropa que utilizarán, actividad a desarrollar, clima del lugar y tiempo de utilización del local.

2. Estudio económico del confort que se quiere obtener: Máximo, normal o mínimo.

En el siguiente cuadro hemos resumido las temperaturas secas y las húmedas relativas interiores de algunos locales típicos para instalación del condicionamiento.

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Para locales de ocupación temporal habrá que añadir 1 ó 2 grados centígrados a las temperaturas interiores.

En el segundo cuadro exponemos las temperaturas interiores de partida que hay que fijar en un cálculo de calefacción en invierno.

Hojas de cálculo.

En el proceso de cálculo de pérdidas y aportaciones de calor a un local se puede utilizar el sistema de unidades que nos resulte más familiar.

Los materiales que se van a seleccionar para realizar la instalación pueden ser de diversas procedencias y la información sobre sus características y prestaciones

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suele estar disponible en las unidades de medida de normal utilización en los países de procedencia. La tendencia actual es a uniformizar utilizando el Sistema Internacional de Unidades (SI).

En la actualidad existen infinidad de hojas de cálculo de carga de enfriamiento para el acondicionamiento de aire, así como distintos procesos para su realización.

Lo más riguroso es seguir una hoja de estimación de cargas más completa y exacta en los datos y factores que influyen en el cálculo de frigorías de un acondicionador de aire, sobre todo para instalaciones que requieran un estudio concreto y complejo de todos aquellos factores que nos van a modificar la carga de refrigeración del local. Vamos a ver los pasos a seguir:

1. La estimación de la carga de refrigeración lograda con este impreso es apropiada para lograr condiciones de confort mediante acondicionadores de aire, siempre y cuando en el recinto acondicionado no se requieran condiciones especiales y particulares de temperatura y humedad.

2. El cálculo realizado con este impreso se basa en considerar una temperatura exterior de 35ºC en el termómetro seco y 40% de humedad relativa del aire. Puede ser usado para localidades distintas (cuyas temperaturas no coincidan con las indicadas), aplicando el correspondiente factor de corrección, tal como se indica en el mapa.

3. La numeración de los párrafos siguientes corresponde a la numeración de los apartados que figuran en el impreso.

4. Multiplicar los metros cuadrados de superficie de ventanas, en cada una de las orientaciones, por el factor correspondiente. Como superficie de ventana se tomará la correspondiente al hueco de la pared donde esté instalada. Para ventanas no expuestas directamente al sol, bien por estar a la sombra, bien por estar protegidas por toldos o marquesinas exteriores, bien por tener toldos al exterior o visillos en el interior, úsese el factor "Toldos al exterior". En el factor "Cristal único" se incluyen todos los tipos de ventanas provistas de un solo vidrio. En el de "Doble cristal" se incluyen aquellas que, provistas de dos cristales, dejan entre ambos una pequeña cámara de aire. También se incluyen en este tipo las formadas por losetas de vidrio. En la columna derecha del apartado deberá ponerse solamente un número. Este representará exclusivamente la orientación o fachada de mayor carga calorífica.

5. Multiplicar los metros cuadrados de superficie de todas las ventanas de la habitación o recinto por el factor correspondiente.

6. Multiplicar la longitud (metros lineales) de todas las paredes expuestas al exterior por el correspondiente factor. Las puertas deberán considerarse como si fueran parte de la pared. Las paredes cuya superficie esté orientada al norte se calcularán separadamente de las paredes orientadas a otras direcciones. Las paredes que estén permanentemente a la sombra por hallarse protegidas por otros edificios, se considerarán como paredes

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expuestas al norte. Los árboles y demás arbustos no se consideran como agentes productores e sombras permanentes. Si las paredes corresponden a locales acondicionados, no se considera este apartado. Una pared sin aislamiento, esté construida de albañilería o de obra de fábrica, de menos de 20 centímetros de espesor, se considera a los efectos de este impreso como "Construcción ligera". Una pared aislada de más de 20 centímetros de espesor se considera como "Construcción pesada".

7. Multiplicar la longitud total (metros lineales) de las paredes interiores que separan el recinto acondicionado del que queda sin acondicionar por el factor dado.

8. Multiplicar el total de metros cuadrados de tejado o techo por el factor dado para cada tipo de construcción ligera o pesada, según se indica en 3a). Úsese una línea solamente. Si el piso o techo corresponde a locales acondicionados, no se considera este apartado.

9. Multiplicar los metros cuadrados de suelo por el factor dado. Omitir este apartado si el suelo está directamente sobre terreno.

10. Multiplicar el número de personas que normalmente van a ocupar el recinto acondicionado por el factor dado. Como mínimo hay que considerar dos personas.

11. Determinar en vatios la potencia total absorbida por la iluminación y el equipo eléctrico restante que haya en el recinto acondicionado. No debe tenerse en cuenta la potencia absorbida por el acondicionador que se va a instalar.

12. Multiplicar el número total de vatios por el factor dado.13. Multiplicar la anchura total (metros lineales) de puertas o arcos que están

continuamente abiertos y que comunican el recinto acondicionado con el que está sin acondicionar por el factor dado.

NOTA. Cuando la anchura total (metros lineales de puertas o arcos) es superior a 1,5 metros, la carga real de calor puede exceder del valor calculado. En este caso, ambos espacios comunicados por puertas o arcos en cuestión deberán considerarse como un solo local. Habrá que calcular la capacidad de refrigeración necesaria teniendo en cuenta las nuevas dimensiones.

Sumar los ocho apartados anteriores.

Multiplicar la carga base del cálculo obtenida en el apartado 9 por el factor de corrección que corresponda, según se deduce del mapa.

El resultado obtenido es el total de la carga de refrigeración en frigorías/hora.

Para obtener los mejores resultados, debe seleccionarse el acondicionador o acondicionadores que se van a instalar de forma que su potencia se aproxime lo más posible a la carga de refrigeración obtenida. En general, un acondicionador de potencia sensiblemente superior a la calculada trabajará intermitentemente. Tendrá tiempos de parada bastante largos y dará un resultado mucho menos satisfactorio

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que una unidad (o varias) más pequeñas, de potencia igual a la calculada, pues esta (o estas) tendrá unos tiempos de parada más reducidos y logrará deshumidificar mejor el aire.

Para la aplicación, y tomar los datos de partida para hacer los cálculos, nos es necesario conocer el mayor número de datos acerca del local y sus características, como por ejemplo como son las paredes exteriores, la altura del local, que hay situado encima del local, el suelo, las puertas y ventanas, el número de ocupantes del local que se estima, etc.

Debemos fijar unas condiciones de humedad y temperatura, como por ejemplo: En el interior:

Temperatura seca 26,5°C. Temperatura húmeda 19°C. Humedad relativa 50 %.

En el exterior:

Temperatura seca 40ºC. Temperatura húmeda 29ºC. Humedad relativa 44 %.

Teniendo en cuenta también la iluminación del local, y maquinas que se van a utilizar, podremos proceder a el cálculo, y al final del mismo indicaremos de dónde se pueden obtener los valores.

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Para calefacción el cálculo será idéntico.

Es decir, hay que buscar los coeficientes de transmisión, multiplicar por la superficie de paredes, suelos, ventanas, etc. y por la diferencia de temperaturas entre exterior e interior, considerando el mismo volumen de aire.

Para la determinación de los distintos coeficientes de transmisión y factores que se deben tener en cuenta en el cálculo, habrá que consultar los libros especializados.

Datos de comparación.

Después de efectuados los cálculos de frigorías mediante cualquier hoja de cálculo, es aconsejable comparar los resultados obtenidos con aquellos que la experiencia ha determinado como normales para un tipo determinado de local.

Claro esta que esta apreciación únicamente servirá para repasar o consultar con un departamento técnico en caso de grandes diferencias entre lo calculado y lo considerado por este cuadro como valores normales, ya que una diferencia de +20% en climas como Madrid y +25 o 35% en climas marítimos puede considerarse como lógico una vez comprobado que el tipo de construcción o características del local son realmente normales.

Aun así la gran cantidad de instalaciones realizadas por los ingenieros en aire acondicionado han llevado a la elaboración de una tabla en la que esa experiencia queda plasmada, ya en unos datos previos de proyecto para la orientación del técnico que ha de aconsejar al cliente rápidamente sobre las frigorías que necesita el local que quiere acondicionar, partiendo de unos valores normales.

Ábaco psicométrico.

Vamos a repasar las definiciones de algunos de los términos utilizados en relación con el ábaco psicométrico.

La temperatura de Bulbo Seco (BS) es la temperatura del aire leída en un termómetro común.

Las temperaturas de BS se representan como líneas verticales que tienen su origen en la escala de temperaturas de BS.

La temperatura de Bulbo Húmedo (BH) es la temperatura leída en un termómetro cuyo bulbo está cubierto por una mecha empapada de agua y que se mueve en el aire.

Las temperaturas de BH se representan por rectas que se originan en la línea de saturación y caen hacia abajo y la derecha.

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La temperatura de Punto de Rocío (PR) es la temperatura del aire en la condición de saturación o la temperatura a la que el aire debe ser enfriado para que comience la condensación.

Las temperaturas de PR están representadas por puntos de la línea de saturación. En saturación, punto de rocío= bulbo húmedo= bulbo seco.

La humedad específica (W) es el contenido real de agua en la atmósfera, en gramos de vapor de agua por kilogramo de aire seco.

La Humedad Relativa (HR) es la relación de la presión de vapor de agua en el aire con la presión del vapor saturado a la misma temperatura.

Con solo un pequeño error, puede decirse que la humedad relativa es igual al tanto por ciento de saturación del aire, es decir, la relación de la humedad específica verdadera W a la humedad específica de saturación Ws.

En otros términos, HR=W/Ws. Las líneas de humedad relativa son curvas que comienzan abajo a la izquierda y se curvan hacia arriba y la derecha.

El volumen específico es la recíproca de la densidad y se expresa en metros cúbicos por kilogramo de aire seco.

Las líneas de volumen específico constante se originan en el eje de BS y suben hacia arriba, con ligera inclinación hacia la izquierda.

La entalpía es el contenido total de calor (H). Es una cantidad que indica el contenido de calor de la mezcla de aire y vapor de agua, por encima de 0ºC.

Se expresa en Kcal por kilogramo de aire seco. Los valores de entalpía se marcan sobre una escala especial arriba de la línea de saturación.

Lectura del ábaco psicométrico.

Si se conocen dos cualesquiera de las siete anteriores propiedades de la mezcla de aire y vapor de agua, las otras pueden obtenerse inmediatamente del ábaco.

La imagen muestra una condición del aire o punto de estado como punto P sobre un ábaco simplificado, con indicación de las líneas y escalas sobre las cuales pueden leerse las propiedades psicométricas.

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Como ejercicio preliminar de lectura del ábaco, supongamos que en un psicrómetro de revoleo se obtienen las lecturas BS=35°C, BH=24,5ºC.

Para hallar las otras cinco propiedades psicométricas de este aire, véase la imagen, donde las condiciones dadas están representadas por el punto de estado A.

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Consultando ahora el ábaco psicométrico completo, se obtendrá (por interpolación) HR=43 %.

Siguiendo una línea horizontal hacia la derecha, hasta la escala de humedad específica, se obtiene W=15,3 gramos de vapor de agua por kilogramo de aire seco.

Siguiendo la misma línea hasta la línea de saturación, se obtiene PR=20,3ºC. Interpolando entre las líneas de volumen específico de 0,85 y 0,9 m3/kg, se obtiene un volumen específico de aproximadamente 0,895 m3/kg.

La entalpía se encuentra siguiendo la línea BH hacia la izquierda y arriba, hasta la línea de saturación y la escala de entalpía. Para la condición dada, H=17,9 Kcal por kilogramo de aire seco.

Pasaremos ahora al análisis de los procesos básicos de acondicionamiento y explicaremos cómo puede utilizarse el ábaco psicométrico para resolver los problemas que se presentan.

Cambio de la condición del aire.

Los procesos de calefacción, refrigeración, humidificación y deshumidificación que tienen lugar en el acondicionamiento del aire modifican la condición del aire desde la representada por el punto de estado inicial en el ábaco hasta una condición diferente, representada por un segundo punto en el ábaco.

Hay cinco procesos posibles:

1. Procesos de calor sensible constante (indicados por una temperatura de bulbo seco constante).

2. Procesos de calor latente constante (indicados por un contenido de humedad constante y una temperatura de punto de rocío constante).

3. Procesos de entalpía constante o adiabáticos (indicados por una temperatura de bulbo húmedo constante).

4. Procesos de humedad relativa constante. (Todos los demás factores varían).

5. Finalmente, una modificación que representa una combinación cualquiera de los anteriores y que no procede a lo largo de ninguna de las líneas de procesos anteriores.

Debe tenerse en cuenta que:

1. Las líneas de bulbo seco son líneas de calor sensible constante.2. Las líneas de punto de rocío son líneas de calor latente constante.3. Las líneas de bulbo húmedo son líneas de calor total constante (entalpía

constante).

Page 94: Curso Completo

Ilustraremos ahora algunos de los procesos de acondicionamiento por medio de ejemplos.

1. Calefacción del aire sin agregado de humedad.

Es este un proceso de calor latente constante o un proceso de humedad específica constante. La temperatura de punto de rocío permanece constante.

Solo calor sensible se agrega al aire. Es el proceso que tiene lugar en los sistemas de calefacción por gravedad o forzados, cuando no están equipados con humidificadores.

2. Sistemas de aire acondicionado.

Ejemplo. Se calienta aire, inicialmente, a 1,5ºC (BS), HR =70%, hasta 40°C. Hallar BH, PR y HR para el aire final y el calor agregado por kilogramo de aire.

Solución. Véase el ábaco psicométrico y la imagen. Situemos la condición inicial sobre el ábaco. Esta condición está dada por el punto A de la imagen.

Observemos que H1= 2 Kcal por kilogramo. Sigamos la línea horizontal de humedad constante (PR) hasta la condición final y leamos BH=17,3ºC; PR=-3ºC; HR=8% (estimado).

Esta condición está ilustrada por el punto B de la imagen. Para hallar el contenido final de calor, sigamos la línea BH=17,3ºC hasta la escala de entalpía y leamos H2=12,1 Kcal por kilogramo.

Calor agregado= H2- H1=10,1Kcal por kilogramo de aire.

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3. Calefacción con humidificación.

El buen acondicionamiento invernal exige humidificación durante el proceso de calefacción.

Se agrega por lo general la humedad suficiente para mantener la humedad relativa entre el 40 y el 50% en el espacio acondicionado.

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Ejemplo. Hay que calentar aire a BS=5°C, HR=30% hasta 40°C, agregando la humedad necesaria para mantener la HR en 30% (proceso de HR constante).Hallar las cantidades de calor y de humedad que deben agregarse por kilogramo de aire.

Solución. Determinemos el punto A de estado inicial, imagen, con H1=2,1Kcal por kilogramo; W. 1,6 gramo por kilogramo.Siguiendo la línea de HR=30 %, hasta su intersección con la línea BS=40°C, determinemos el punto B en la imagen o estado final.

Leemos H2 = 8,6 Kcal por kilogramo y W2=14,1gramo por kilogramo.Calor agregado = 18,6- 2,1=16,5 Kcal/kg. Agua agregada= 14,1- 1,6 =12,5 g/kg.

4. Refrigeración con deshumidificación.

La refrigeración veraniega, o acondicionamiento de aire, es ejemplo de este proceso. Teóricamente se enfría primero la mezcla de aire y vapor de agua (se elimina calor sensible) a lo largo de una línea de humedad absoluta constante, hasta alcanzar la línea de saturación.

La posterior eliminación de calor provoca la condensación del vapor de agua. Se extrae así agua del aire al mismo tiempo que sigue reduciéndose la temperatura de BS. El proceso se aleja de la línea de saturación en su segunda fase.

La refrigeración puede obtenerse haciendo pasar el aire a través de las aletas de un serpentín que contiene agua fría o gas refrigerante evaporándose, cuya temperatura está muy por debajo de la temperatura de punto de rocío del aire que se quiere acondicionar.

Ejemplo. El aire a BS=40ºC y HR=60 % pasa por un serpentín de refrigeración a expansión directa y sale a 18ºC, saturado.Hallar las cantidades de calor y de agua extraídas por kilogramo de aire.

Solución. La condición inicial está representada por el punto A en la imagen. En el ábaco psicométrico se lee W1=28,2 g/kg. Siguiendo la línea BH=32,3ºC hasta la escala de entalpía, se lee H1-27 Kcal/kg.

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La primera fase del proceso es de refrigeración sensible y se realiza sobre una línea (AB) de humedad constante.

Aquí comienza la segunda fase. El proceso sigue la línea de saturación hasta la temperatura de 18ºC sobre la línea de saturación (BS=BH=PR), hasta llegar al punto de estado final C.

En la fase BC del proceso se elimina a la vez calor sensible y calor latente. En el punto de estado C se tiene W2=13,1g/kg y H2=12,5 Kcal/kg. Calor extraído = 27-12,5 =14,5 Kcal/kg. Agua extraída = 28, -13,1= 5,1g/kg.

Debe puntualizarse que el proceso descrito por la trayectoria ABC es puramente teórico y se basa en la hipótesis de que el aire entra en contacto físico real con la superficie metálica fría de las aletas o con el agua fría.

Esta hipótesis se cumple satisfactoriamente en los pulverizadores bien proyectados. Pero en el caso del serpentín, la mayor parte del aire lo atraviesa sin contacto real con la superficie fría.

Parte del aire, por lo tanto, jamás alcanza la temperatura de rocío. El verdadero proceso, en este caso, está mejor representado por una línea curva como la AC (de trazos) en la imagen.

5. Punto de rocío del aparato.

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Se ha dicho antes que los serpentines de refrigeración no entran en contacto físico con todo el aire que pasa por ellos. Como consecuencia, la temperatura del aire saliente no es tan baja como la del aparato.

Hablamos, por tanto, de dos puntos de rocío: el punto de rocío del aire y el punto de rocío del aparato.

Las superficies de los serpentines deben mantenerse a una temperatura más baja que la deseada para el aire de salida.

En otros términos, el punto de rocío del aparato será más bajo que el punto de rocío del aire. Dependiendo de la eficacia del serpentín o del pulverizador.

En los serpentines de cuatro filas provistos de aletas, la superficie fría entra en contacto con el 80% aire que los atraviesa. En los serpentines de 6 filas, este tanto por ciento se eleva a 92.

Como punto de rocío del aparato puede definirse, prácticamente, la temperatura media de la superficie del serpentín.

UNIDAD DIDÁCTICA 2. CATÁLOGOS E INFORMACIÓN TÉCNICA SOBRE TODOS LOS ELEMENTOS DE LA INSTALACIÓN.

Para obtener información sobre cada uno de los elementos de una instalación de fluidos, debemos en primer lugar conocer qué componentes necesitamos y quién los fabrica.

En una instalación de fluidos, debemos seguir los siguientes pasos:

Identificar el tipo de instalación.

Desglosar cada componente de la misma.

Buscar información técnica en catálogos informativos o en Internet.

Si fuésemos a reparar una instalación de aire acondicionado, verificamos características técnicas de la máquina, es decir; su potencia en vatios, sus frigorías y el modelo.

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Una vez que hemos identificado todo esto, debemos mirar el manual de instrucciones o catálogo del fabricante para poder identificar la avería o seguir las recomendaciones del fabricante en caso de una nueva instalación.

Es muy importante seguir los pasos o recomendaciones del fabricante del aparato que vayamos a instalar, para su posterior funcionamiento.

Supongamos que se trata de una máquina Saunier Duval. En ese caso buscamos en Internet la página principal del fabricante, donde disponemos de los modelos, las presiones de trabajo y las características de las máquinas. Para eso, accederemos a su página Web.

A continuación, pinchamos en la parte izquierda de la página, en Aire acondicionado y después en Split. En ese momento aparecen todos los modelos existentes. Si no vemos nuestro modelo, nos dirigimos a la barra de búsqueda de Saunier Duval y escribimos nuestro modelo.

Una vez encontrado nuestro modelo, podemos consultar sus características, el manual de usuario e incluso una guía de instalación.

Podemos descargarnos el manual de usuario y ver las características técnicas del aparato, su funcionamiento, etc.

Los fabricantes de los distintos productos existentes en la instalación de fluidos nos facilitan a través de Internet información sobre todos sus componentes, su composición, las horas de funcionamiento, la ubicación, el transporte y la forma de instalación.

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UNIDAD DIDÁCTICA 3. CÁLCULO DIMENSIONAL DE TUBERÍAS.

Los métodos y fórmulas empleados en el cálculo de una tubería tienen por lo general un carácter común, aunque lógicamente deberán aplicarse los parámetros correspondientes al tipo de material que se pretenda utilizar.

Las aplicaciones que se pueden dar a una tubería, al transportar un fluido líquido o gaseoso, son diversas. En esta unidad se van a tratar las instalaciones destinadas a la circulación de agua en un principio y después haremos los cálculos sobre una instalación de aire.

Cualquier tubería destinada a esta función se puede considerar como una conducción, aunque este nombre, como tal, suele aplicarse a la tubería de transporte o trasvase de agua entre dos puntos, indiferentemente de la energía que se utilice para producir el desplazamiento del agua.

La circulación por el interior de la tubería se logra siempre por alguno de los medios siguientes:

• Circulación por gravedad: Cuando el sentido del líquido es descendente y se aprovecha el propio desnivel de la tubería.

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• Circulación impulsada: Cuando el sentido del líquido es ascendente y tiene que vencerse el desnivel de la tubería, efectuándose la impulsión por medio de un grupo de bombeo.

• Circulación por gravedad e impulsión: En aquellos casos que, circulando el líquido en sentido descendente, se requiere además un aumento de presión como consecuencia de desnivel insuficiente.

Las instalaciones, en sus aplicaciones más habituales, pueden clasificarse en:

1. Instalaciones de tuberías a presión (tubería completamente llena).

Conducciones (trasvase entre dos puntos) Redes de distribución Riegos Emisarios submarinos.

2. Instalaciones de tuberías sin presión (tubería parcialmente llena).

Evacuación de aguas residuales en interiores de edificios Evacuación horizontal de aguas residuales.

Cálculo de tuberías a presión.

Para el cálculo dimensional, diámetro y espesor de una tubería es necesario disponer de los datos referentes a los siguientes conceptos:

Longitud total. Correspondiente al propio trazado de la tubería y que equivale a la distancia existente entre el inicio o punto de captación y el extremo final o punto de utilización.

Desnivel. Equivalente a la altura geométrica que es la diferencia de cotas geográficas de nivel entre los puntos inicial y final de la tubería.

Presión deseada en el extremo final. Que será establecida por las condiciones de servicio que requiera la utilización del agua, según el fin a que vaya destinada.

Caudal a circular. Que estará en función del consumo que se prevea, teniendo en cuenta las condiciones generales de éste y la posible simultaneidad de funcionamiento entre los distintos servicios que toman el agua de la tubería.

Material de la tubería. Para aplicarle el correspondiente valor de tensión circunferencial de trabajo (σ) y deducir, en función de ello, el espesor

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necesario de pared para soportar la presión de trabajo, que estará en relación con la presión nominal (Pn) de la tubería a instalar, de acuerdo con las dimensiones normalizadas.

Características topográficas del terreno. Que reflejen la situación de la tubería en planos de planta y perfil.

Dotaciones de agua.

Los valores indicados en esta unidad son los más generales. Estos pueden utilizarse como base de cálculo para instalaciones normales. En otro caso deberán tomarse las cifras que solicite el peticionario del proyecto.

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Ahora vamos a darles las pautas en caso de ser por aire, hay que tener en cuenta el aire que hay que suministrar en cada zona y determinar el tamaño del conducto por el que pasará y tamaño de las rejillas de retorno.

Aire que hay que suministrar a cada zona.

Una vez determinadas las frigorías necesarias, tanto totales como en cada zona o dependencia, se procederá a determinar el trazado de los conductos de la manera más adecuada para falsear los mismos en cielos rasos, vigas, etc.

El caudal de aire que debe suministrarse en cada dependencia se determinará de la siguiente forma:

Determinación del tamaño del conducto.

Se procederá a dimensionar la cantidad de aire determinado que tiene que transportar cada conducto principal o ramal, según a las dependencias que suministre y se hará de la siguiente forma:

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En la tabla de conductos se han trazado tres líneas de referencia (I, II y III), que corresponden a tres tipos de instalaciones:

l. Instalaciones, residencias, viviendas, etc.

II. Oficinas normales, tiendas pequeñas, restaurantes, plantas nobles de hotel, etc.

III. Grandes almacenes, bancos, cafeterías, comedores, naves de trabajo, etc.

Una vez fijada la línea de referencia correspondiente al sistema adoptado, se procederá como sigue:

En el lateral izquierdo de la tabla se señala el caudal de aire correspondiente.

Desde este punto se trata horizontalmente una línea hasta que corte con línea de referencia correspondiente al diámetro de conducto de tamaño del mismo.

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Ahora bien, el diámetro de la tabla nos determina un conducto redondo. Para obtener el mismo conducto en una sección rectangular o cuadrada, que es la forma más adecuada de conductos, miraremos en la tabla de conducto rectangular equivalente a uno circular. En los casilleros horizontal superior y vertical lateral están reflejadas las dimensiones de los lados del conducto, en centímetros.

La inserción de las dos dimensiones nos dará el diámetro del conducto correspondiente.

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Vamos a verlo sobre un ejemplo: supongamos un caudal de aire de 2.000m3/h en una instalación de oficina normal línea II; el diámetro obtenido será de 38cm.Ahora bien, si en el conducto rectangular queremos que uno de los lados tenga 30cm, el otro lado será de 40 cm.

Importante:

1. No es conveniente que la relación en un conducto exceda de 1:3. Por ejemplo, si el lado de un conducto tiene 30 cm, el otro no debe exceder de 90 cm.

2. Deben evitarse en lo posible las curvas a la salida de las unidades. Siempre que sea imprescindible hacer una curva, efectúese de la forma más suave posible, colocando deflectores o bafles interiores si es conducto principal de grandes dimensiones.

3. Determinación del tamaño de rejillas y difusores de impulsión.

El número de rejillas y difusores en un local depende del caudal de aire que es necesario suministrar, del nivel de ruido permitido y de la decoración.

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Como norma, puede determinarse su número suponiendo que la distancia entre ellos o al obstáculo (pared, columna) más próximo será de 3 a 5 m, como mínimo.

El caudal normal máximo para una rejilla será de 400 a 800 m3/h, y de 600 a 2.000 m3/h en un difusor de techo.

La velocidad de salida de aire depende del nivel de ruido permitido, de acuerdo con el tipo de local. Una velocidad de salida de aire que oscile entre 2 y 4 m/s, puede ser aceptable.

Si en lugar de emplear rejillas se emplean difusores de techo, las velocidades permitidas dependen de la altura del difusor sobre el suelo, según el gráfico.

Aconsejamos colocar siempre rejillas y difusores de techo con control volumétrico de caudal y aletas orientables.

Determinación del tamaño de las rejillas de retorno.

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Las rejillas de retorno se elegirán teniendo en cuenta el caudal que por ellas va a pasar y la velocidad conveniente para evitar ruidos y corrientes de aire molestas.

Las rejillas de retorno no necesitan tener control volumétrico. En las tomas de aire exterior, es conveniente colocar rejillas antirrobo, antipájaros y antilluvia, con una compuerta de sector regulable.

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UNIDAD DIDÁCTICA 4. CÁLCULO DE POTENCIA EN BOMBAS, COMPRESORES, VENTILADORES, ETC.

Bomba.

La potencia de accionamiento de una bomba viene definida por el fabricante. La potencia consumida, sin embargo, depende del punto de funcionamiento y de la instalación en general.

Para ello definimos los siguientes conceptos previos al cálculo:

ρ= densidad del fluido expresada en kg/m3.g = fuerza de la gravedad, que equivale a 9,81m/s2.

H = altura neta, o altura total desde el punto de succión de agua, hasta la entrada de la bomba, expresada en metros (m).Q = caudal de la bomba, expresado en m3/s.

Si ponemos un sencillo ejemplo lo entenderemos con mayor rapidez:

Vamos a calcular la potencia de una bomba.: sabemos que la altura total es de 4 m, la densidad del fluido es de 998,3 kg/m3, la fuerza de la gravedad es de 9,81m/s2 y el caudal es de 2 m3/s.

En este caso, la potencia consumida es:

Que pasada a kilowatios, dividiendo por 1000 obtenemos una potencia de 89,706 kW.

El rendimiento total de la bomba es, por tanto el cociente entre la potencia consumida por la bomba y la potencia nominal o normal de trabajo del motor de la bomba, dada en su placa de características. En este caso, siguiendo el ejemplo anterior, vamos a calcular el rendimiento de la bomba:

Ahora multiplicamos por 100 y obtenemos un rendimiento de 64,53%.

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Para poder calcular caudales y demás parámetros para el cálculo de potencia de la bomba podemos proceder de la siguiente manera:

Para calcular la bomba que es necesaria para la torre de enfriamiento, seguimos el siguiente procedimiento:

a) Calcular el caudal necesario en l/min.

b) Caída de presión en el circuito en metros de columna de agua.

Caída de presión en las tuberías. Caída de presión en los codos, las válvulas, etc. Caída de presión en el condensador. Caída de presión en la torre.

La suma de estas cinco presiones nos da la presión total que debe vencer la bomba.

Con ayuda del cuadro se calcula para el diámetro de tubería seleccionado la longitud equivalente en metros de tubería de los codos, tes, llaves de servicio, etc., de la instalación.

Esta longitud equivalente se suma a la longitud de tubería del circuito. Con ayuda del cuadro se calcula para el caudal considerado la caída de presión correspondiente a esta longitud.

La caída de presión en el condensador y en la torre viene dada en la documentación técnica de la máquina que se vaya a instalar.

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Compresor.

Para poder determinar la potencia de un compresor, tenemos que tener en cuenta dos cosas: el compresor y el evaporador.

Para ello tenemos la gráfica de potencia frigorífica, que nos indica la potencia obtenida con relación al compresor, pero con un evaporador que trabaja junto con este.

En la siguiente gráfica podemos determinar esa potencia, sabiendo el tipo de evaporador y de compresor que vayamos a instalar o que esté instalado.

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Como podemos ver en la gráfica, por un lado tenemos la potencia del compresor y por otro lado tenemos la temperatura del evaporador. Pues bien, para obtener una potencia máxima del compresor, tenemos que ir aumentando la temperatura del evaporador.

Actualmente, es el fabricante el que dispone de estos datos.

Ventilador.

Un ventilador es una máquina que transforma el movimiento de rotación en movimiento continuo de aire o de gas.

Un ventilador consta de un motor de accionamiento eléctrico con dispositivos de control para regular la velocidad, el arranque, etc. También dispone de un propulsor que está en continuo contacto con el aire. Este propulsor transmite energía al girar.

Este propulsor adopta la forma de un rodete con álabes, en el caso del tipo centrífugo. En el caso de los axiales, la forma es de una hélice con palas de silueta y en número diverso.

Para poder calcular la potencia de un ventilador tenemos que mirar la tabla siguiente:

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En ella encontramos, por un lado, P (potencia) frente Q (caudal). En esta tabla disponemos de varios tipos de ventiladores. Tomamos como referencia explicativa la curva inferior derecha. En ella vemos que, si aumenta la potencia, aumenta el caudal hasta un punto en que el rendimiento y la potencia son óptimos. Este es el punto N, que es exactamente donde el ventilador trabaja más eficazmente.

Haremos lo mismo en las siguientes curvas. Aunque no disponemos del punto N, vemos que ocurre lo mismo, es decir, aumenta la potencia del ventilador hasta que se satura y no obtenemos más caudal que el que hay.

Para calcular la potencia del ventilador deseado, en primer lugar vemos su tabla de potencia. Después, determinado por el fabricante, su caudal máximo. Colocamos en la tabla ese dato y trazamos una línea vertical sobre la tabla: nos dará la potencia de trabajo.

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UNIDAD DIDÁCTICA 5. CÁLCULO DE UBICACIÓN Y ESFUERZOS EN LOS SOPORTES DE TUBERÍAS.

Las tuberías y los accesorios han sido normalizados con objeto de garantizar unos valores exactos de resistencia, así como para garantizar su conexión sin tener que realizar nuevos accesorios para cada instalación.

Esto es lo que normalmente conocemos como normalización. La normalización para los accesorios de tuberías se recoge en las normas DIN, de general aplicación en Europa continental, y ASME ANSI, más aplicada en los Estados Unidos.

Existen multitud de fabricantes que han estandarizado todos los elementos de una instalación.

Existen tuberías de muchos materiales, aunque aquí nos referiremos principalmente a las metálicas soldadas y sin soldadura. Las primeras van soldadas longitudinales y son recomendables solo para servicios sin temperatura. Las soldadas helicoidales pueden constituir, estudiando bien el caso, una alternativa válida si la temperatura es siempre y cuando no las sometamos a mucha tensión. Si lo hiciéramos sobre las soldadas longitudinales, probablemente se abrirían en canal.

En cambio, se utilizarán preferentemente las tuberías sin soldadura, siempre que los servicios sean estratégicos o requieran mayor seguridad.

Los soportes de las tuberías están sometidos a grandes esfuerzos, como compresión, tracción y dilatación por temperatura.

A la hora de instalar los soportes para tuberías y demás accesorios, tenemos que saber que existe una separación mínima que hay que tener en cuenta. Esta separación está ilustrada en la tabla siguiente:

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También debemos tener en cuenta, según el tipo de instalación, si el material que vamos a conectar o a instalar es un derivado del plástico, si es metálico o de otro material.

Para comprender mejor este tipo de esfuerzos, vamos a detallar cada uno a continuación.

Flexibilidad.

Es la capacidad de un material de deformarse sin romperse, de volver a la posición inicial que tenía antes de que se ejerciera la fuerza que lo ha deformado.

Presión.

Un material se somete a distintas fuerzas de manera uniforme a lo largo de su sección transversal. En la presión de accesorios para tuberías tenemos dos tipos de presión: presión interior y compresión.

Accesorio de presión interior. La una unión de tres tuberías, la presión ejercida es máxima en las roscas periféricas, justo donde aplicamos la unión de la tubería con el accesorio. Es ejercida por el fluido dentro del conducto.

Accesorio de presión interior. Estas uniones son para fluidos gaseosos, como el aire comprimido. Su presión máxima es de hasta 15 kg/cm2.

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Para evitar las pérdidas de fluido, disponemos de juntas estancas de unión, donde se ejercen presiones en dos lados. El esfuerzo de compresión, las juntas que se acoplan a las uniones anteriores en la parte de rosca y que ejercen una fuerza entre la tubería y el accesorio.

Generalmente las juntas de unión son de diversos tipos de plástico o de resina natural.

Tracción.

Son esfuerzos ejercidos en sentido opuesto pero de igual magnitud.

Cuando se trata de tracción, disponemos de elementos de unión que se utiliza para sujetar tuberías de tramos largos. El elemento de unión soporta un esfuerzo de tracción.

Para el cálculo de los accesorios para conductos tenemos que saber en primer lugar el fluido que va a contener ese conducto. Si es metálico, podemos soportar esfuerzos de compresión y presión interior, pero no disponemos de flexibilidad. Puede soportar presiones interiores de hasta 30 kg/cm2.

Si se trata de material de tipo plástico, la presión que debe soportar es menor, pero disponemos de flexibilidad, compresión y presión limitadas, de hasta 15 kg/cm2.

Existen unas tablas donde el fabricante de accesorios para conductos nos indica, según el tipo de presión que debe soportar o el esfuerzo, la cantidad de presión que aguanta el conducto o accesorio sin romperse, como ilustra la tabla siguiente:

Para el cálculo de tuberías de polietileno también disponemos de tablas, en las que se indica la presión que se va a soportar y la longitud máxima:

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Para el cálculo de la longitud de los codos estándar de 90° y de 45°, que son accesorios para la unión y conducción de tuberías, tenemos disponibles diversas según el fabricante, como se indica en la tabla siguiente:

Para entender un poco más lo que ocurre en el interior de un accesorio de unión de dos tuberías, tenemos como ejemplo la siguiente imagen. Se nos muestra cómo la presión que ejercemos en la zona 1 es distinta a la ejercida en la zona 2, ya que tenemos distintas superficies:

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Por otro lado, debemos entender que, al reducir la sección, aumentamos la presión en P2, pero disminuimos la velocidad de V1 a V2. Por lo tanto, se refuerza más la zona 2 en un accesorio de unión de 2 tuberías o conductos.

UNIDAD DIDÁCTICA 6. CÁLCULO DE ESPESORES PARA AISLAMIENTOS TÉRMICOS.

Los componentes de una instalación (equipos, aparatos, conducciones y accesorios) deberían disponer de un sistema de aislamiento térmico con el siguiente espesor mínimo, que veremos en la tabla que mostramos a continuación.

Para determinar el espesor del aislante térmico para tuberías, disponemos de tablas que nos proporcionan los fabricantes, como la siguiente.

Espesores mínimos de aislamiento (mm) de tuberías y accesorios que transportan fluidos calientes que discurren por el interior de edificios.

Espesores mínimos de aislamiento (mm) de tuberías y accesorios que transportan fluidos calientes que discurren por el exterior de edificios.

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Espesores mínimos de aislamiento (mm) de tuberías y accesorios que transportan fluidos fríos que discurren por el interior de edificios.

Espesores mínimos de aislamiento (mm) de tuberías y accesorios que transportan fluidos fríos que discurren por el exterior de edificios.

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En esta tabla podemos ver el diámetro del aislante en función de la temperatura de trabajo del fluido.

El diámetro exterior se refiere a la tubería sin aislar.

Para fluidos calientes se escoge la temperatura máxima en la red y para fluidos fríos la temperatura mínima.

Los espesores están referidos a componentes de instalados en interiores. Cuando están instalados en exteriores, los espesores indicados en las tablas anteriores se incrementarán, como mínimo, en 10 mm para fluidos calientes y en 20 mm para fluidos fríos.

Los espesores indicados son válidos cuando los componentes contengan fluidos a temperatura inferior a la del ambiente; o superior a 40 ºC cuando están situados en locales no calefactados, entre los que se deben considerar los platinillos, galerías, salas de máquinas y similares.

Los componentes que vengan aislados de fábrica tendrán el nivel de aislamiento marcado por la respectiva normativa o determinado por el fabricante.

Los espesores son válidos para materiales con conductividad térmica de referencia "λref = 0,040 W/(mºK)" a 20 ºC. Si se emplean materiales con conductividad térmica distinta a la de referencia, el espesor mínimo de aislamiento se calcula mediante las siguientes fórmulas:

Para superficies planoparalelas:

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Para superficies de sección circular:

e: espesor mínimo de aislamiento (mm)

eref: espesor mínimo de aislamiento indicado en las tablas anteriores (mm)λ: conductividad térmica del material (W/(mºK))

λref: conductividad térmica de referencia (0,040 W/(mºK))

Di: diámetro interno de la superficie de sección circular (mm)

UNIDAD DIDÁCTICA 7. CÁLCULO DE DILATACIONES DE TUBERÍAS.

Entendemos por dilatación la variación de dimensiones que experimenta un cuerpo cuando se modifica la temperatura a la que se encuentra expuesto.

Este fenómeno es apreciable en todos los estados de la materia. Se produce a nivel molecular y consiste en que las órbitas de los elementos constitutivos de los átomos aumentan o disminuyen según se incremente o disminuya la temperatura a la que están expuestos.

Esta magnitud se expresa en mm/m y °C. Para mayor comodidad existen tablas referidas a escalas de temperatura, donde se expresan directamente en mm/m.

En tuberías la dilatación tiene una dirección y un sentido, debido a que la variación de longitud se manifiesta sobre el extremo libre o más elástico de la conducción. Por otra parte, el crecimiento radial o en diámetro de la tubería es inapreciable, ya que las fuerzas necesarias para deformarlo en ese sentido tienen que ser inmensamente superiores a las precisas para provocar su alargamiento.

En la siguiente imagen se aprecia la dilatación sobre una barra de longitud:

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L1 es la longitud inicial de la tubería. Al aplicarle energía calorífica, incrementa sus dimensiones longitudinales una distancia L. Este incremento de longitud es lo que obtenemos como longitud nueva L2.

UNIDAD DIDÁCTICA 8. CÁLCULO DE ELEMENTOS DE ANCLAJE Y FIJACIÓN.

Conocemos los elementos de anclaje y fijación, como el conjunto de piezas moldeadas o mecanizadas que, unidas a los tubos mediante un procedimiento determinado, forman las líneas estructurales de tuberías de una planta de proceso.

Bridas.

Son accesorios usados para conectar tuberías con equipos (bombas, intercambiadores de calor, calderas, tanques, etc.) o accesorios (codos, válvulas, etc.). La unión se hace por medio de dos bridas. Una de ellas pertenece a la tubería y la otra al equipo o accesorio que va a conectarse. Las ventajas de las uniones bridadas radican en que, por estar unidas por espárragos, permiten ser montadas y desmontadas en caso de que haya que repararlas o si hay que efectuar tareas de mantenimiento.

Los tipos de brida son los siguientes:

Brida con cuello para soldar. Es utilizada con el fin de minimizar el número de soldaduras en pequeñas piezas. A la vez, contribuye a contrarrestar la corrosión en la junta.

Brida con boquilla para soldar.

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Brida deslizante. Es la que tiene la propiedad de deslizarse hacia cualquier extremo del tubo antes de ser soldada. Se encuentra en el mercado con cara plana, cara levantada, borde y ranura, macho y hembra y de orificio. Requiere soldadura por ambos lados.

Brida roscada. Son bridas que pueden ser instaladas sin necesidad de soldadura. Se utilizan en líneas con fluidos a temperaturas moderadas, baja presión y poca corrosión. No son adecuadas para servicios que impliquen fatigas térmicas.

Brida loca con tubo rebordeado. Es la brida que viene seccionada. Su borde puede girar alrededor de cuello, lo que permite instalar los orificios para tornillos en cualquier posición sin necesidad de nivelarlos.

Brida ciega. Es una pieza completamente sólida sin orificio para fluido. Se une a las tuberías mediante tornillos. Se puede colocar junto con otro tipo de brida de igual diámetro, cara y resistencia.

Brida orificio. Es un tipo de brida, denominada estándar, con la característica de que tiene el cuello de la misma soldable y deslizante.

Brida de cuello largo para soldar.

Brida embutible. Tiene la propiedad de ser embutida hasta un tope interno que posee, con una tolerancia de separación de 1/8". Solo va soldada por el lado externo.

Brida de reducción.

Disco ciego.

Son accesorios que se utilizan en las juntas de tuberías entre bridas para bloquear fluidos en las líneas o equipos con un fin determinado.

Los discos ciegos existen en diferentes formas y tamaños, los más comunes son: :

Un plato circular con lengua o mango. Bridas terminales o sólidas.

Codos.

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Son accesorios de forma curva que se utilizan para cambiar la dirección del flujo de las líneas tantos grados como lo especifiquen los planos o dibujos de tuberías.

Los codos estándar son aquellos que vienen listos para la prefabricación de piezas de tuberías. Son fundidos en una sola pieza con características específicas y son:

Codos estándar de 45°. Codos estándar de 90°. Codos estándar de 180°.

Al hablar de codos hay que tener claros estos conceptos:

Diámetro. Es el tamaño o medida del orificio del codo entre sus paredes. Existen desde 1/4" hasta 120". También existen codos de reducción.

Ángulo. Es el existente entre ambos extremos del codo. Sus grados dependen del giro o desplazamiento que requiera la línea.

Radio. Es la dimensión que va desde el vértice hacia uno de sus arcos. Según sus radios, los codos pueden ser: de radio corto, largo, de retorno y extralargo.

Espesores. Es el grosor de la pared del codo.

Aleación. Es el tipo de material o mezcla de materiales con el cual se elabora el codo. Entre los más importantes se encuentran: el acero al carbono, el acero a un % de cromo, el acero inoxidable, el galvanizado, etc.

Junta. Es el procedimiento que se emplea para pegar un codo con un tubo u otro accesorio. Puede ser soldable a tope, roscable, embutible y soldable.

Dimensión. Es la medida del centro al extremo o cara del codo. Puede calcularse mediante una serie de fórmulas.(Dimensión = 2 veces su diámetro.) O (dimensión = diámetro x 2)

Tes.

Son accesorios que se fabrican de diferentes tipos de materiales, aleaciones, diámetros. Se utilizan para efectuar conexiones en líneas de tubería.

Los tipos de te son:

Diámetros iguales o te de recta. Reductora con dos orificios de igual diámetro y uno desigual.

Hay que tener en cuentas los siguientes conceptos:

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Diámetro. Las tes existen en diámetros desde 1/4" hasta 72" en el tipo fabricación.

Espesor. Este factor depende del espesor del tubo o accesorio en el cual va instalada. Existen desde el espesor fabricación hasta el doble extrapesado.

Aleación. Las más usadas en la fabricación son: el acero al carbono, el acero inoxidable, el galvanizado, etc.

Juntas. La instalación de las tes en líneas de tubería se puede hacer mediante el procedimiento de rosca embutible-soldable o soldable a tope.

Dimensión. Es la medida del centro a cualquiera de las bocas de la te.

Reducciones.

Son accesorios de forma cónica, fabricados de diversos materiales y aleaciones. Se utilizan para disminuir el volumen del fluido a través de las líneas de tuberías.

Las hay de diversos tipos:

Estándar concéntrica. Es un accesorio reductor que se utiliza para disminuir el caudal del fluido, a la vez que se aumenta su velocidad y se mantiene su eje.

Estándar excéntrica. Es un accesorio reductor que se utiliza para disminuir el caudal del fluido en la línea y, a la vez, aumentar su velocidad y perder su eje.

Y éstas son sus características:

Diámetro. Es la medida del accesorio o diámetro nominal que sirve para identificarlo. Varía desde 1/4" x 3/8" hasta diámetros mayores.

Espesor. Representa el grosor de las paredes de la reducción. Va a depender de los tubos o accesorios a los que van a ser instaladas. Existen desde el espesor estándar hasta el doble extrapesado.

Aleación. Es la mezcla utilizada en la fabricación de reducciones. La más usual es de carbono, de acero al % de cromo, de acero inoxidable, etc.

Junta. Es un tipo de elemento de unión, siendo de tipo: roscable, embutible o soldable.

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Dimensión. Es la medida de boca a boca de la reducción, ya sea de forma excéntrica o concéntrica.

MÓDULO 4. ANTEPROYECTOS EN INSTALACIONES DE FLUIDOS.

UNIDAD DIDÁCTICA 1. SIMBOLOGÍA APLICABLE EN LAS INSTALACIONES DE FLUIDOS: MECÁNICA, NEUMÁTICA, HIDRÁULICA, ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA.

Simbología mecánica.

En la simbología mecánica se representan la tubería y todo tipo de uniones y accesorios. En la siguiente tabla están representadas desde la tubería hasta las válvulas, que nos sirven a la hora de hacer un esquema o plano para una instalación.

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Simbología hidráulica.

En la tabla siguiente disponemos de elementos de seguridad e información:

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En la siguiente tabla tenemos representadas las válvulas hidráulicas de control más usuales:

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En la siguiente imagen tenemos representados los símbolos de actuadores hidráulicos.

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Tenemos que conocer la manera de representar los conductos hidráulicos, ya sean conductos de trabajo como líneas de pilotaje o servopilotaje.

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En la siguiente imagen representamos tanto bombas hidráulicas de desplazamiento fijo, como bombas de desplazamiento variable.

Simbología eléctrica.

Para verificar cualquier componente o para representar una instalación eléctrica, tenemos que saber qué componentes podemos representar. Para ello hacemos referencia a las tablas siguientes:

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Para determinar con mayor rapidez cómo se ha instalado una vivienda, presentamos ahora una instalación tipo, donde no solo se ven las partes de la instalación sino también la simbología utilizada para esa instalación:

En la siguiente imagen tenemos elementos conductores de corte y medida eléctrica:

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Simbología electrónica.

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En la electrónica tenemos a nuestro alcance diodos, transformadores y demás elementos que hacen posible la simplificación de circuitos. Todos ellos están representados en la tabla siguiente:

Algunos elementos electrónicos en la conmutación, corte de corriente o paso de corriente son los tiristores, los triacs y los transistores:

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Los elementos de almacenamiento de tensión son los llamados condensadores. Sirven para aportar tensión a un circuito cuando sea necesario, lo mismo que un depósito de agua aporta al suministro en un momento determinado. A continuación se muestran los condensadores existentes:

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Otro importante elemento en electrónica es la resistencia. Es un dispositivo que se opone al paso de la corriente eléctrica. Para poder conocer su valor existen unas tablas normalizadas de colores. Cada color, y según su posición, indica un valor óhmico.

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UNIDAD DIDÁCTICA 2. ESQUEMAS DE PRINCIPIO DE LA INSTALACIÓN: MECÁNICOS, NEUMÁTICOS, HIDRÁULICOS, ELÉCTRICOS ELECTRÓNICOS, REGULACIÓN.

Mecánicos.

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Dentro de estos podemos diferenciar varios tipos que van a ser explicados a continuación:

Dibujos de taller. En todo taller mecánico el trabajo se ejecuta de acuerdo con los dibujos realizados en la oficina técnica. En estos dibujos se representa la pieza o piezas en su forma y dimensiones. Si no puede dibujarse en su verdadero tamaño, se dibujará a otro que guarde las proporciones. Estos dibujos se dice que están hechos a escala. Además, se añadirán todas las aclaraciones u observaciones necesarias una completa y fácil interpretación y ejecución de la misma. Es necesario saber leer o interpretar estos dibujos industriales.

Sistemas empleados. En los dibujos industriales se emplea casi siempre el sistema de representación por proyecciones ortogonales. Alguna vez se añade una perspectiva. También se emplean ciertos convencionalismos que es necesario conocer.

Proyecciones ortogonales. Las piezas se dibujan como vistas desde cada una de sus caras, como si la pieza estuviera en un ángulo triedro. La imagen muestra la manera de proceder para realizar estas vistas, que normalmente son tres, aunque a veces se necesitan más, otras basta con dos, incluso muchas veces, una sola.

Lo importante para el mecánico es que vea en el espacio con la imaginación la pieza representada en el dibujo en un solo plano. Para ayudar a los principiantes o a los operarios sin gran preparación técnica, es recomendable añadir a la representación en proyecciones ortogonales una en perspectiva que represente aproximadamente las piezas tal como aparecen a la vista.

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Conjuntos y despieces. Cuando un dibujo representa un mecanismo o una máquina al completo, formado por varias piezas, se llama dibujo de conjunto. Es de gran importancia para el montaje, ya que en él deben verse todas las piezas y la relación que tienen unas con otras. El dibujo en el cual se representa una pieza aislada con todas las dimensiones e instrucciones para su ejecución se llama dibujo de despiece o detalle, que es el más importante en el taller. Además, todo plano lleva unas casillas que indican la cantidad o el número de piezas que deben hacerse, el material, las dimensiones y las observaciones. También van otras anotaciones como la escala, el número del plano, etc. También se añade el nombre del que hizo el dibujo y del que lo comprobó.

Cotas. Son las medidas anotadas en los dibujos y se escriben en medio de unas líneas llamadas líneas de cota, que llevan una flecha en cada extremo. Algunos escriben las cotas encima de las líneas de cota en vez de hacerlo en medio de ellas.

El mecánico nunca debe obtener una dimensión midiendo sobre el mismo dibujo, sino examinar la forma de la pieza y luego leer las cotas. Es necesario prestar mucha atención al hacer esta lectura, ya que un error en la medida supone casi siempre la inutilización de la pieza. Un dibujo bien ejecutado debe tener todas las medidas necesarias para la fabricación de la pieza, sin necesidad de hacer sumas o restas. Pero si se tuviese que hacer alguna lo mejor sería hacerla por escrito, y si además es de gran importancia, el encargado de sección debe dar el visto bueno.

Es importante recordar que los números de las cotas representan milímetros, excepto las que indiquen otra unidad.

Tolerancias. Dada la imposibilidad de hacer una pieza con unas medidas absolutamente exactas, se admite en las medidas una diferencia más o menos grande, según la importancia de la pieza o de la medida. Para que se entienda mejor vamos a poner el siguiente ejemplo.

Supongamos que una pieza ha de tener 17mm de largo, pero que puede utilizarse con tal que no tenga más de 17,2mm ni menos de 16,9mm. Se llama medida nominal a la que teóricamente ha de tener la pieza: en este caso, 17mm. A las medidas 17,2 y 16,9 se las denomina medida máxima y medida mínima. Se llama tolerancia a la diferencia entre la medida máxima y mínima admisibles. En este, la diferencia entre 17,2 y 16,9, o sea, 3mm. Para representar la tolerancia en un dibujo se escriben:

- En la parte superior , a la derecha de las cotas y en tamaño más pequeño, las diferencias entre la medida máxima y la nominal.

- En la parte inferior , la diferencia entre la medida nominal y la mínima, como puede verse en la imagen.

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Se pone el signo + (más) a estas diferencias cuando la medida admisible sea mayor que la nominal y el signo - (menos) cuando sea menor.

Se puede entender que cuanto mayor es la tolerancia admitida, más fácil es realizar una pieza. Cuando casi todas las medidas tienen una misma tolerancia, basta con anotarla de manera destacada en el dibujo. Así se indica abarca a todas las medidas que no llevan expresamente otra tolerancia. Por ejemplo, si en un dibujo aparecen algunas medidas con tolerancia y otras sin ella, pero en el dibujo, en sitio destacado, hay la anotación del tipo "Tolerancia +/-0,2" o bien: "Medidas sin tolerancia +/-0,2", se entenderá que todas las medidas que no tengan una tolerancia especial tienen como limites admisibles +0,2 y-0,2.

Hojas de trabajo. Son unos dibujos particulares en los que se indican no sólo las dimensiones, las tolerancias, los signos superficiales, etc., sino también, operación por operación, el proceso de fabricación. Existe una indicación concreta de los útiles que hay que usar en cada una de ellas e incluso el tiempo concedido para cada operación. Estas hojas de trabajo son imprescindibles para los principiantes y para grandes producciones en las que interesa seguir los procesos más económicos y eficientes.

Algunas normas sobre la ejecución de las piezas representadas. Antes de empezar la ejecución de la pieza es preciso examinar bien el dibujo en todos sus detalles. No se empezará a trabajar hasta haberlo comprendido todo perfectamente, incluso hasta casi poderlo reproducir de memoria. De lo contrario, se perderá mucho tiempo durante el trabajo y se corre el peligro de incurrir en equivocaciones.

Page 143: Curso Completo

Si por cualquiera causa hubiera que calcular alguna cota o hacer cualquier operación matemática, debe hacerse siempre antes de empezar a trabajar sin interrumpir el trabajo.

En caso de fabricarse piezas inútiles por defecto del dibujo, los responsables son el que ejecutó el dibujo y el que lo comprobó y no el operario que se atuvo a lo representado o anotado. Aún así, si el operario advierte un error en el dibujo, no debe seguir ejecutando la pieza ni corregirlo por su cuenta, sino hacerlo saber al encargado o jefe. Aquí es donde más se nota la preparación y la calidad de un oficial mecánico. También se hará lo mismo cuando el operario no entienda alguna indicación, ya que deben seguirse estrictamente al pie de la letra.

En el taller sólo deben utilizarse copias, reproducción exacta del original. Hay procedimientos muy económicos de reproducción, que se valen de papeles especiales que se impresionan por la luz.

Normalización. Como se ha dicho, para simplificar y abreviar los dibujos se emplean ciertas representaciones convencionales, pero estas no servirían si cada uno emplease las que creyese oportuno, ya que nadie se entendería.

Algo similar sucede con las medidas de las distintas piezas y aparatos que se emplean en mecánica y en la industria en general, que es lo que ocurría antes de establecerse el Sistema Métrico Decimal. Por eso, en cada nación se reúnen comisiones para estudiar la unificación de los dibujos, materiales, medidas de elementos de máquinas, etc. Estas comisiones se llaman comisiones de normalización. Publican sus decisiones en las llamadas hojas de normas. Se entiende por normas las disposiciones contenidas en las hojas publicadas por comisiones de normalización, referentes a la unificación de signos convencionales en los dibujos, los materiales, las medidas, etc.

En España son obligatorias las normas UNE, publicadas por el Instituto Nacional de Racionalización del Trabajo. Hasta la publicación de estas normas y cuando estas faltan, se han venido utilizando mucho las normas alemanas DIN. Existen también para algunas materias (ajustes, tolerancias, etc.) las normas internacionales ISA.

Ajustes. Para entenderlo mejor vamos a verlo sobre un ejemplo.

Si un eje tiene 20mm de diámetro y entra un agujero que tiene 20,2mm de diámetro, tendremos un ajuste con un 'juego" de 20,2-20=-0,2mm. Según la importancia del trabajo, se consideran vulgarmente cuatro grados de ajuste, llamados ajuste de gran precisión, ajuste de precisión, ajuste corriente y ajuste basto. Dentro de cada grado de ajuste, el encaje o asiento puede ser:

- Prensado o forzado. Cuando el eje o el macho es mayor que el agüero, se emplea cuando una pieza debe quedar rígida e inmóvil dentro de la otra.

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- Deslizante. Cuando el eje y el agujero son aproximadamente de la misma medida o el eje es ligeramente menor que el agujero, la pieza entra en la otra con suavidad y bastarán para ello unos ligeros golpes con un mazo de madera.

- Móvil o giratorio. Cuando el eje es menor que el agujero y la diferencia es mayor que en el deslizante.

Para el estudio sistemático de los ajustes, conviene consultar las normas ISA o bien las DIN, que coinciden con ellas.

Neumáticos.

El funcionamiento de los sistemas neumáticos se representa mediante esquemas que emplean símbolos normalizados y, a veces, símbolos no normalizados, pero de uso corriente en esta materia.

Estos símbolos, como ya se ha indicado, son comunes a los utilizados en Oleohidráulica, cuando la función que cumplen es similar. El esquema es la base de todo circuito neumático y, en él, lo fundamental es la relación existente entre los componentes del equipo y la tarea que cada uno desempeña. El objetivo de todo proyecto neumático es lograr un circuito que satisfaga las necesidades que se precisan en un mecanismo o máquina, además de mostrar a través de él el funcionamiento con las diferentes fases que se producen al desarrollarse el ciclo completo.

Para diseñar el circuito es necesario pasar por un proceso previo. En este proceso se elabora primero un esquema del mecanismo, en el que se muestra el trabajo que se realizará y la función encargada a cada cilindro o actuador. Después se representa la secuencia a través del cuadro correspondiente, el diagrama de movimientos o Grafcet. Más tarde el circuito provisional. Para finalizar, se estudian las posibles señales permanentes en los pilotajes que pueden producir perturbaciones en el funcionamiento y que van a permitir el diseño definitivo del circuito neumático.

Para representar esquemáticamente los mecanismos que son accionados por los elementos neumáticos existen algunos símbolos normalizados. Pero la mayoría de las veces se emplean símbolos especialmente concebidos por el proyectista, puesto que cada máquina es un caso diferente.

El técnico debe establecer sus propios símbolos y hacer que sean lo suficientemente explícitos como para ser entendidos por personas ajenas. Lo mismo ocurre con el esquema de montaje, que se confecciona cuando el posible montador del circuito no es especialista en esta materia. Lo que se hace es indicar las interconexiones entre los distintos elementos del circuito, prescindiéndose de la función interna de los componentes.

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Se trata de mostrar aquí la simbología empleada en neumática, los diferentes diagramas y esquemas utilizados en los proyectos neumáticos y los tipos de mandos según el grado de automatización requerida.

Para representar los esquemas neumáticos se emplean, como ya se ha indicado, símbolos normalizados de uso universal. Estos símbolos muestran de la forma más simple e inteligente posible, la función que cada componente neumático desempeña.

Son muy expresivos e identificados fácilmente por cualquier técnico con conocimientos en la materia. En el caso de los cilindros, el símbolo es semejante al propio cilindro. En otros casos, están formados por un símbolo básico y por uno o varios signos de las funciones que realizan.

En las válvulas distribuidoras, cada posición de la corredera se representa por un cuadrado en el cual se incluyen las vías y los sentidos de flujo. Las válvulas de presión se muestran mediante un solo cuadrado. Las válvulas reguladoras de caudal se indican con rectángulos. Los aparatos de mantenimiento se representan por rombos. Para terminar, otros elementos como los motores, las bombas de vacío y los compresores se representan con círculos como elemento básico.

Los símbolos neumáticos han sido normalizados por el máximo organismo a nivel internacional. Tal entidad es la Organización Internacional para la Estandarización En el caso que nos ocupa, la norma es la ISO 1219 y, para España, la UNE101-149-86, con el nombre de "Transmisiones Hidráulicas y Neumáticas. Símbolos Gráficos". Estas normas comprenden a la vez las recomendaciones del Comité Europeo de transmisiones Oleohidráulicas o CETOP.

Representación esquemática de los mecanismos. Un mando neumático surge como consecuencia de un trabajo que es preciso realizar. Se decide que la forma más conveniente de transmisión de energía es precisamente la del aire comprimido. Este medio, al igual que el hidráulico, es siempre auxiliar a los elementos mecánicos diversos, que son los que, en definitiva, van a realizar el trabajo. Estas técnicas, a través de los cilindros neumáticos o actuadores de giro, son las encargadas de realizar los movimientos precisos y de transmitir el esfuerzo necesario. Pero siempre existirá una mordaza, matriz, o artilugio mecánico, bien de sujeción o que porten una herramienta, que realicen el trabajo final de conformado, corte, sujeción, etc.

El fin del especialista neumático será la de conseguir el esquema adecuado para cumplir esa función. Pero antes deberá pasar por un proceso previo, en el cual establecerá de forma gráfica el trabajo que se va a realizar y el desarrollo de las secuencias o fases que componen el ciclo.

Representación esquemática de una instalación neumática.

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Diagrama de señal de mando. Primero se plasman las válvulas direccionales o distribuidores, que son las que hacen que el vástago avance o retroceda a base de inyectar aire comprimido en la cámara correspondiente del cilindro.

Después se tienen en cuenta los elementos que captan la señal, como las microválvulas neumáticas, los finales de carrera eléctricos, los temporizadores y otros. El esquema finaliza con la inclusión de las válvulas de control de velocidad, los reguladores de presión, los silenciadores y los demás componentes auxiliares necesarios.

El circuito neumático debe estar completo y perfectamente claro. Hay que tener presente que lo más probable es que el montaje y puesta en marcha del circuito corresponda a una persona distinta del técnico que lo ha diseñado.

En todos los casos, es conveniente una memoria resumida del funcionamiento, que ayudará mucho tanto al montador como al propio proyectista. Los elementos del circuito deben referenciarse con números identificativos. Es preciso un listado en el que se indique el número de componentes del mismo tipo, la marca, la referencia y el proveedor del material.

La intención por ahora es la de mostrar al estudiante la forma del circuito, para que se haga una idea de cómo se representa, y de los símbolos que serán utilizados.

Sistema de representación de la secuencia mediante Grafcet. El sistema de representación mediante Grafcet (Gráfica de Control de Etapas de Transición) es un procedimiento cada vez más extendido, ya que permite mostrar, de una forma gráfica, sencilla y precisa, el ciclo de funcionamiento de una máquina automatizada a través de un ciclo secuencial. Con este método de representación, se muestra la evolución de cada una de las etapas que forma el ciclo completo. Cada etapa debe ser precedida de una o de varias acciones, que deben cumplirse para que se desarrolle la siguiente. Aquí se representan los componentes motrices y su estado, además de que aparecen los elementos de transición o los que deben ser activados para pasar a la etapa posterior.

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Este procedimiento aporta una estimable ayuda, tanto al desarrollar el automatismo como para conocer sus condiciones de funcionamiento. Contribuye también en gran manera a la detección de averías y a realizar posibles cambios en el ciclo. En la siguiente imagen se representa gráficamente cómo empezar a diseñar un esquema neumático, eléctrico, etc. mediante Grafcet:

Cada cuadrado es una etapa, en esta instalación constaría de 4 etapas. La primera etapa son las condiciones de inicio, para comenzar el ciclo de funcionamiento. Para pasar de la primera etapa a la segunda, tenemos que cumplir una condición. Normalmente son sensores los que nos hacen que pasemos de una etapa a otra. Una vez cumplida dicha condición, pasamos a la siguiente etapa, y así de forma sucesiva.

Esquema de montaje. Otro esquema que puede resultar útil es un esquema de montaje, en el cual se prescinde de la función que cada uno de los componentes del circuito desempeña. Lo que se hace es mostrar las interconexiones entre los distintos elementos. Debe tenerse en cuenta que el montador, a veces, no tiene apenas conocimientos de esta materia, por lo que le resultará más sencillo el montaje prescindiendo del funcionamiento interno de los aparatos.

En este esquema se emplearán símbolos particulares, a ser posible con forma similar a los aparatos en sí. Deben indicarse perfectamente las conexiones con las referencias que aparecen en los propios agujeros roscados de cada uno de los elementos. En general, se indicará la tubería sin racores y se resaltarán las conexiones entre los aparatos que componen el circuito, aunque si el montaje es muy repetitivo, también pueden indicarse los tubos y racores que se emplearán.

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Tipos de mandos. Los elementos de mando de un circuito son los que se interconexionan entre sí para gobernar a los motrices o de maniobra. Tiene por objeto recoger la información de los captadores de señal, tratar esa información y difundir las órdenes de pilotaje precisas para que los elementos de maniobra realicen la función asignada. Esta parte del circuito es la que se comunica con el exterior y la que más caracteriza a la máquina. Según su estructura, se consideran dos tipos de mando claramente diferenciados:

- Mando neumático puro, utiliza sólo elementos de aire comprimido, sin participación alguna de parte eléctrica.

- Mando electroneumático, requiere de componentes eléctricos con su correspondiente circuito eléctrico y, a veces, elementos electrónicos.

Unos y otros pueden ser secuenciales o programados. En los secuenciales, el funcionamiento de cada etapa depende de la finalización de la anterior. En los programados, donde la maniobra y las distintas fases del ciclo dependen del tiempo, existen circuitos en los que una parte se desarrolla de forma secuencial mientras que en otra parte las distintas etapas dependen de un tiempo previamente establecido.

Las ventajas de los mandos neumáticos son evidentes, ya que se utiliza un solo tipo de energía: la neumática. Por ello, son de concepción más simple, de mayor fiabilidad y mayor rapidez de respuesta. En este caso, los captadores de señal accionan directamente las válvulas distribuidoras sin necesidad de relés intermedios. Por tanto, resultan mucho más económicos, y siempre que sea posible, deben proyectarse los circuitos con mando neumático puro. Aunque poseen bastantes limitaciones, sobre todo cuando se necesitan automatizaciones de cierta complejidad.

Donde no llega el mando neumático, y a veces por imperativo de la máquina, se utiliza el mando electroneumático, en el que se combinan las dos energías, la neumática y la eléctrica. A veces también la tecnología electrónica.

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La decisión de emplear uno u otro tipo de mando depende de las características particulares de cada máquina. Unas veces será el grado de complejidad de la automatización, donde el mando neumático tiene sus limitaciones, y otras será el propio entorno de la máquina, donde el ambiente explosivo de las industrias químicas, petroleras, mineras, etc. harán que la única solución válida sea precisamente el mando neumático.

El tipo de captadores utilizados también puede ser determinante ya que existen muy diversos tipos y para funciones muy variadas: captadores neumáticos y eléctricos de accionamiento mecánico, detectores de proximidad magnéticos y electrónicos, células fotoeléctricas, detectores de chorro de aire y otros.

El tiempo de respuesta es otro factor que debe considerarse, ya que el mando neumático es más rápido, pero para distancias entre el mando y el distribuidor no superiores a unos dos metros. Para distancias mayores, la rapidez de respuesta de los circuitos eléctricos es superior. Independientemente de la energía empleada, ya se ha dicho que existen dos tipos de circuitos: los secuenciales y los programados.

Hidráulicos.

Para poder representar las instalaciones hidráulicas necesitamos emplear una simbología ya mencionada en la unidad anterior. Para representar una instalación hidráulica, se procede igual que en las instalaciones neumáticas, sólo que sabemos que cambia la simbología y el fluido que se va a trabajar: en la neumática, el aire es el fluido y, en las instalaciones hidráulicas, el aceite o el agua.

Page 150: Curso Completo

A continuación, mostramos ejemplos de instalaciones hidráulicas de agua caliente sanitaria y de aceite, de una máquina hidráulica:

Eléctricos.

La paramenta eléctrica se representa con símbolos con los que se confeccionan los esquemas eléctricos. Por lo que resulta imprescindible conocerlos para poder realizar e interpretar los esquemas eléctricos. El electricista debe tener destreza para efectuar correcciones, añadir, quitar elementos o sustituirlos.

En los esquemas de potencia se representan los aparatos y líneas por los que circula la corriente que alimenta a los receptores. Por otro lado, en los esquemas

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de maniobra o de mando se representan los elementos con los que se accionan los aparatos del circuito de potencia.

El esquema general de conexiones reúne en un mismo plano los circuitos de potencia y de mando. Puede ser válido cuando se trata de instalaciones simples, pero no resulta práctico cuando la instalación es compleja.

Los esquemas y planos se agrupan en dossiers con toda la documentación de la instalación. Los dossiers estarán siempre en buen estado y deben recoger el estado real de las instalaciones eléctricas.

Para materializar correctamente los esquemas es necesario que en su diseño la función y la disposición de los diferentes componentes quede correctamente representada y definida.

Realimentación de un contactar se refiere a la acción por la que al ser activada la bobina por algún dispositivo de conexión puntual, como es la de un pulsador de marcha, la bobina queda conectada permanentemente por alguno de sus propios contactos.

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Realimentación de contacto. Se trata del esquema de mando para el gobierno de un contactar KM1, con marcha desde el pulsador de marcha S2 y paro desde el pulsador S1. El circuito dispone de un contacto auxiliar para la realimentación de la bobina KM1.

El funcionamiento de la realimentación sería: circuito en reposo y que se pretende poner en marcha pulsando en S2. La alimentación de la bobina KM se hace así:al pulsar en S2 se alimenta la bobina KM y se cierra el contacto auxiliar KM, por lo que la bobina se alimenta a través de 52 y KM. Al dejar de pulsar S2, la bobina KM se realimenta a través del contacto auxiliar KM.

Esta forma de realimentación se utiliza en la mayoría de los esquemas. El paro de la maniobra se realiza al interrumpir la alimentación a la bobina KM, lo que se consigue pulsando el S1.

Enclavamiento de contactares. Se llama enclavamiento a la acción que impide que se conecte una bobina cuando otra esté conectada y se desea de forma expresa que no se pueda conectar. Existen varias formas de lograr el enclavamiento, como son:

a) Enclavamiento mecánico.b) Enclavamiento eléctrico por contactos auxiliares. c) Enclavamiento eléctrico por pulsadores.

Enclavamiento eléctrico. En el esquema de mando para un inversor de giro con marcha por pulsadores, se aplica el enclavamiento por pulsadores, mecánico y por contactos auxiliares.

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El enclavamiento mecánico es de dos tipos:

- Enclavamiento por contactos auxiliares.- Enclavamiento por pulsadores.

Los pulsadores utilizados en este esquema son dobles (conexión-desconexión). Con el contacto normalmente abierto (NA) se ejecuta la puesta en marcha y con el contacto normalmente cerrado (NC) se ejecuta el paro.

Esquemas de potencia y mando de un guardamotor. Mando de un contactar guardamotor a través del cual se alimenta un motor que acciona una banda transportadora con mando para la marcha y el paro a través de pulsadores. El esquema de potencia está constituido por la parte del circuito por donde circula la corriente que alimenta al receptor.

El esquema de mando está constituido por la parte del circuito por donde se alimenta a los relés, a los contactares, a los temporizadores y a otros elementos con los que se pilotan los aparatos del circuito de potencia.

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Esquema general de conexiones, corresponde a la unión de los circuitos de potencia y mando en un sólo esquema.

Marcado de los bornes de los aparatos:

1. En contactos o polos principales, para contactares, seccionadores y relés de protección.

- Aparato tripolar de 1 a 6.- Aparato tetrapolar de 1 a 8. - Aparato pentapolar de 1 a 10.

2. En contactos auxiliares.

- 1 y 2 para contactos a la apertura (NC).- 3 y 4 para contactos al cierre (NA).- 5 y 6 para contactos de apertura temporizados, de paso, decalados, de

protección de relés de sobrecarga.- 7 y 8 para contactos de cierre de temporizados de calado, de paso, de

protección de relés de sobrecarga.

La cifra de las decenas indica el número de orden del contacto en el aparato. El 9 seguido de 5 y 6 o 7 y 8 se utiliza para contactos auxiliares de los relés de protección contra sobrecargas.

Dispositivos de accionamiento de motores. Existen varios métodos que son los siguientes:

- Mediante interruptor. Arranque directo de un motor trifásico con rotor en cortocircuito, mediante un interruptor tripolar accionado manualmente. El circuito de potencia dispone de fusibles de protección contra corrientes de cortocircuito (Icc). Corresponde este tipo de arranque al esquema básico de la puesta en marcha de un motor. Los fusibles están siempre bajo tensión.

- Mediante interruptor-seccionador. Arranque directo de un motor trifásico con rotor cortocircuito, mediante un interruptor tripolar con fusibles incorporados y accionamiento manual. Este circuito es una variante del esquema anterior. Tiene la ventaja con respecto al primero que se puede intervenir sobre los fusibles, sin tensión, cuando el interruptor es abierto. Solamente hay protección contra corrientes de cortocircuito (Icc).

- Mediante disyuntor. Arranque directo de un motor trifásico con rotor en cortocircuito por medio de un disyuntor accionado manualmente. El disyuntor tiene la ventaja de que protege al receptor contra corrientes de cortocircuito (relés de intensidad) y contra sobre intensidades (relés térmicos).

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El disyuntor sustituye en muchas instalaciones al interruptor y a los relés de protección. Su función es la de un verdadero guardamotor.

- Mediante contactar. Arranque directo de un motor trifásico con rotor en cortocircuito por medio de un contactor tripolar. En esta obra se estudian diversas formas de mando para contactares. El contactor no es por sí mismo ningún elemento protector, ya que se trata de un interruptor con posibilidad de ser pilotado a distancia.

En este caso concreto, el circuito está protegido por fusibles contracorrientes de cortocircuito (Icc).

- Mediante interruptor y contactar. Arranque directo de un motor trifásico con rotor en cortocircuito mediante un contactor tripolar. El circuito de potencia dispone de un interruptor tripolar para aislar al contactor de la red eléctrica, cuando el interruptor se abre. El equipo dispone de fusibles para la protección del receptor contra corrientes de cortocircuito (Icc).

- Mediante contactar y seccionador. Arranque directo de un motor trifásico con rotor en cortocircuito mediante un contactor tripolar.

- Mediante contactar y relé térmico. Arranque directo de un motor trifásico con rotor en cortocircuito por medio de un contactor tripolar. En este caso, el equipo de arranque está constituido por un guardamotor, al disponer de las dos protecciones principales:

Fusibles. Protección contra corrientes de cortocircuito (lcc). Relés térmicos. Protección contra sobreintensidades.

- Mediante seccionador, contactar y relé térmico. Arranque directo de un motor trifásico con rotor en cortocircuito, por medio de un contactar tripolar. El esquema es similar al anterior, y con los mismos niveles de protección, con la diferencia de que se ha añadido al circuito un interruptor tripolar con fusibles incorporados, que aíslan al contactar cuando el interruptor se abre.

- Mediante seccionador y contactar-disyuntor. Arranque directo de un motor trifásico con rotor en cortocircuito por medio de un contactar-disyuntor. Este circuito es muy completo en cuanto a protecciones se refiere, ya que dispone de tres niveles de protección:

Protección contra cortocircuitos Ice. Protección contra sobrecargas moderadas prolongadas Protección contra sobrecargas elevadas de corta duración.

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- Mediante seccionador y contactar. Arranque directo de un motor trifásico con rotor y cortocircuito por medio de un contactar y un seccionador-disyuntor. Es un circuito protegido por equipo guardamotor, al disponer de fusibles y de seccionador-disyuntor.

- Mediante disyuntor y contactar. Arranque directo de un motor trifásico con rotor en cortocircuito por medio de un contactar con protección magnetotérmica proporcionada por un disyuntor. Este equipo de arranque es muy utilizado en la puesta en marcha de motores de pequeña y mediana potencia.

- Mediante seccionador y contactar. Arrancador electrónico lineal. Es un arranque directo, pero controlado, de un motor trifásico con rotor en cortocircuito, mediante un contactar y un arrancador electrónico, que permite un arranque progresivo, más suave y con un menor consumo puntual de intensidad.

- Inversión en el sentido de giro de un motor trifásico. Para invertir el sentido de giro de un motor trifásico con rotor en cortocircuito, es necesario cambiar el orden de dos de las tres fases de alimentación del motor. La inversión del sentido de giro de un motor trifásico se puede realizar mediante conmutadores manuales o mediante contactares.

Cuando entra KM1. El orden de llegada de las fases al motor es el siguiente: L1-L2-L3.

Cuando entra KM2. El orden de llegada de las fases al motor es el siguiente: L3-L2-L1.

Al darse el cambio de orden en dos de las fases en esta segunda conexión, habrá cambio del sentido de giro.

El circuito de potencia debe disponer de enclavamiento mecánico que impida que entren los dos contactares al mismo tiempo, pues se produciría un cortocircuito al encontrarse dos fases diferentes. El enclavamiento para impedir que entren los dos contactares al mismo tiempo también se puede conseguir por contactos auxiliares, tal como puede apreciarse en el esquema de mando que se representa a continuación.

- Arrancador estrella-triángulo. La finalidad de arrancar un motor en conexión estrella-triángulo es la de limitar la intensidad absorbida durante la fase de arranque. La intensidad absorbida en la fase de arranque se reduce a 1,5 a 3 veces la intensidad nominal. La reducción de intensidad durante el arranque también reduce el par de arranque del motor entre 0,2 a 0,5 del par nominal.

Para conectar un motor en estrella-triángulo se deben tener en cuenta las siguientes condiciones:

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Tensión de red de 220V. Se podrán conectar aquellos motores que en su placa de características indique 220/380 V, aunque es poco frecuente encontrar esta tensión de red.

Tensión de red de 380V. Se podrán conectar aquellos motores que en su placa de características lleven la indicación 380/660V.

Curvas de intensidad y par:

o I/IN. Intensidad.o N/Ns. Revoluciones.o M/Mn. Par nominal.o Mr. Par resistente.

En el arranque:

o Ma ~0,5 Mn.o Ia ~1,8 a 2,6 In.

La principal ventaja que se obtiene es la importante reducción de intensidad durante la fase de arranque del motor. Es el tipo de arrancador más generalizado en la industria.

El inconveniente es la reducción del par de arranque durante la conexión estrella. También aparece una elevada sobreintensidad por la interrupción de alimentación de corriente al motor, que se da en el paso de la conexión estrella a la conexión triángulo.

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Esquema de mando y potencia para la puesta en marcha de un motor trifásico con rotor en circuito, en conexión estrella-triángulo, con mando por pulsadores.

Elementos del circuito de potencia:

F1: Fusibles generales. KL: Contactor tripolar con contacto auxiliar NA. KT: Contactor tripolar con contacto auxiliar NC. KE: Contactor tripolar con contacto auxiliar 1NA+INC. M: Motor trifásico. F2: Relé térmico. Q: Disyuntor.

Electrónicos.

La Electrónica es el campo de la física en el que se estudia el diseño y la aplicación de dispositivos, por lo general, circuitos electrónicos, cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción o almacenamiento de información. Además, tiene una gran variedad de aplicaciones en nuestra vida como por ejemplo: las telecomunicaciones, la computación, la medicina o la mecánica.

El transistor ha reemplazado casi completamente al tubo de vacío en la mayoría de sus aplicaciones. Al incorporar un conjunto de materiales semiconductores y contactos eléctricos, el transistor permite las mismas funciones que el tubo de vacío, pero con un costo, peso y potencia más bajos, y una mayor fiabilidad. Los progresos subsiguientes en la tecnología de los semiconductores, atribuibles en parte a la intensidad de las investigaciones asociadas con la iniciativa de exploración del espacio, llevó al desarrollo, en la década de 1970, del circuito integrado.

Estos dispositivos pueden contener centenares de miles de transistores en un pequeño trozo de material. Permiten la construcción de circuitos electrónicos complejos, como los de los microordenadores o microcomputadoras, equipos de sonido y vídeo, y satélites de comunicaciones. Las partes de un circuito o instalación electrónica son: las resistencias, el condensador, el diodo y el transistor.

Las resistencias son componentes que se integran en un circuito y que hacen que la corriente que pase sea menor. Por tanto, definimos la resistencia como la dificultad al paso de la corriente por dicho elemento electrónico. Su unidad es el ohmio.

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Hay veces en que interesa disponer de una resistencia cuyo valor pueda variarse a voluntad. Son los llamados potenciómetros. Se fabrican bobinados o de grafito, deslizantes o giratorios. Se llaman potenciómetros cuando poseen un eje practicable. Se llaman resistencias ajustables cuando para vararlas se precisa la ayuda de una herramienta, porque una vez ajustados no se van a volver a retocar más.

Haremos otra clasificación de las resistencias:

El condensador es un almacén de tensión eléctrica que se descarga en un circuito cuando es necesario. El ejemplo más común lo tenemos en el arranque de un motor eléctrico. La tensión que demanda el motor aumentar entonces. Hay que tener almacenada esa energía para aportarla en el momento del arranque.

La unidad de capacidad es el faradio, y los submúltiplos del faradio son:

- El microfaradio (µ F) = 0,000001 F. (10-6 F).- El nanofaradio (nF) = 0,000000001 F. (10-9 F).- El picofaradio (pF) = 0,000000000001F. (10-12 F).

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El diodo es el dispositivo semiconductor más sencillo. Se puede encontrar prácticamente en cualquier circuito electrónico. Los diodos se fabrican en versiones de silicio y de germanio. Un diodo se puede hacer funcionar de 2 maneras diferentes:

Diodo en polarización inversa. La corriente viaja con facilidad. El diodo se comporta prácticamente como un conductor.

Diodo en polarización directa. La corriente en el diodo circula del polo negativo al positivo. En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y éste se comporta prácticamente como un circuito abierto.

El transistor es un dispositivo de 3 patillas con los siguientes nombres: base (B), colector (C) y emisor (E). Siempre coincide el emisor con la patilla que tiene la flecha en el gráfico de transistor. El transistor es un amplificador de corriente. Esto quiere decir que, si le introducimos una cantidad de corriente por una de sus patillas (base), entregará por otra (emisor) una cantidad mayor, en un factor que se llama amplificación. Este factor se llama β (beta) y es un dato propio de cada transistor.

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Regulación.

Hemos visto que los procesos industriales están fundamentalmente controlados por el automatismo correspondiente. Se habla entonces de control industrial o también de control automático para expresar la función que se desarrolla.

Con propósito de ampliar este concepto, diferenciemos dos tipos de control:

Control en lazo abierto, se representa por el siguiente esquema:

La señal de referencia o actuación viene dada por el operario (por ejemplo, ajuste de velocidad a 1000 rpm) y se aplica al controlador (por ejemplo, circuito de control de intensidad del campo inductor).

De acuerdo con este ajuste, resulta una señal de control (por ejemplo, intensidad del campo inductor) que actúa sobre el elemento de control, también llamado sistema controlado (por ejemplo, motor de c.c.).

El conjunto referido determina una variable controlada (por ejemplo, velocidad de giro del motor) que, por lo antes dicho, será una función de la referencia. En el ejemplo elegido hay una proporción directa: a mayor velocidad de ajuste resulta mayor velocidad de giro.

Control en lazo cerrado, se representa por el siguiente esquema:

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Se puede tomar como ejemplo el control de velocidad de un motor de C.C con tacómetro y operario.

Los elementos utilizados son los mismos que en el control de lazo abierto. Se agrega un bloque de realimentación de la señal de salida hacia el controlador.

En el ejemplo dado, esta realimentación se logra por intermedio del operario que, midiendo la velocidad real con ayuda del tacómetro, realiza una corrección de velocidad en el controlador. En cambio, lo más común en la industria es que esta realimentación se haga automáticamente a través de un circuito adecuado.

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Los más apropiados para ser utilizados en los automatismos industriales son indudablemente los de lazo cerrado.

Tipos de regulación.

Dentro de los procesos automatizados hemos considerado los automatismos como elementos que controlan el funcionamiento de las máquinas. Reaccionan ante las situaciones que le presentan los detectores y actúan sobre los accionadores correspondientes. Desde este punto de vista, se comportan como controles en tazo cerrado, en los que el operario puede modificar parámetros del proceso y recibir información del proceso.

Con respecto a la realización práctica de los automatismos, se pueden usar actualmente dos tipos de tecnologías: tecnologías cableadas y programables.

Las cableadas disponen de estos elementos:

- Elementos electromecánicos.- Elementos electrónicos. - Elementos neumáticos.

El automatismo se realiza conectando los distintos elementos entre sí. Las programables se componen de:

- Módulos electrónicos.- Autómatas programables. - Ordenadores.

El automatismo se realiza mediante la programación de dispositivos. Los criterios para elegir una u otra tecnología deben basarse en distintos aspectos: tipo de proceso, complejidad, futuras ampliaciones, facilidad de mantenimiento, centralización o distribución de las unidades de control tipo y necesidad de comunicaciones entre unidades, etc. En cada caso debe ser objeto de un análisis detallado.

Representación de instalaciones de regulación.

Para concebir, realizar y utilizar un automatismo es necesario describir su funcionamiento y su comportamiento. Esta descripción se puede hacer según los siguientes tipos: literal, simbólica o gráfica.

En la literal se usa el lenguaje habitual para describir lo que el automatismo debe realizar en cada etapa del proceso. Esta forma de descripción es muy laboriosa y poco práctica en los casos normales, por lo que se usa solo a efectos de enseñanza en casos simples.

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En la simbólica el comportamiento de los automatismos también se puede describir en algunos casos por medio de variables que solo pueden tomar dos valores o estados: variables binarias (booleanas o todo/nada).

Estos valores-estados se representan convencionalmente por los símbolos 0 ó 1. El estado 0 se corresponde con una situación y el estado 1 se corresponde con la situación opuesta.

Esquemas de contactos.

Se usan contactos abiertos o cerrados dispuestos en serie o en paralelo, además de bobinas y otros elementos para lograr el resultado solicitado para el circuito. Este tipo de esquema es el más conocido dentro del trabajo industrial eléctrico, aunque hay ligeras variantes de normalización en los símbolos gráficos utilizados en los distintos países. En lo que sigue emplearemos los recomendados por el CEI (Comité Electrotécnico Internacional).

Esquemas lógicos (logogramas).

Se usan representaciones gráficas de las funciones lógicas entre las distintas variables lógicas del proceso. Este tipo de esquemas es muy conocido dentro del trabajo electrónico, aunque también son usados en automatismos industriales.

Emplearemos los símbolos gráficos más extendidos, que se pueden dividir en dos familias: simbología europea y simbología americana.

Diagramas de flujo (organigramas).

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En este tipo de descripción de los automatismos se utiliza simbología generalmente usada en programación. Esta simbología permite indicar las etapas, las condiciones y las bifurcaciones del proceso. Se logra de este modo una visión global del funcionamiento del automatismo.

Diagramas de tiempo (cronogramas).

Con este tipo de descripción se representa el estado de cada una de las distintas variables de un automatismo en función del tiempo. De este modo se pueden visualizar secuencias o generalmente en sistemas secuenciales.

Grafcet (Gráfico Funcional de Control de Etapas y Transiciones).

Es un método gráfico que permite representar la sucesión de etapas en un proceso. Se dibuja la evolución etapa por etapa. Se coloca una transición entre cada una de ellas. A cada etapa se le asocian una o varias acciones y a cada transición le corresponde una condición. Si esta condición se cumple, se activa la etapa siguiente y se desactiva la etapa anterior a la transición considerada.

El Grafcet está siendo muy aceptado cuando se trabaja con automatismos, ya que facilita enormemente la descripción y permite ser usado como lenguaje de programación en autómatas, entre otras ventajas.

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UNIDAD DIDÁCTICA 3. NORMAS PARA EL DISEÑO DEL RUTADO DE TUBERÍAS Y CONDUCTOS PARA MINIMIZAR LAS PÉRDIDAS DE CARGA.

Normas para el diseño de rutado de tuberías y conductos.

Los trazados de los circuitos de tuberías de los fluidos portadores se diseñarán, en el número y forma que resulte necesario, teniendo en cuenta el horario de funcionamiento de cada subsistema, la longitud hidráulica del circuito y el tipo de unidades terminales servidas.

Se conseguirá el equilibrado hidráulico de los circuitos de tuberías durante la fase de diseño empleando válvulas de equilibrado, si fuera necesario.

El diseño de un sistema de tuberías consiste en el diseño de sus tuberías, brida y su tortillería, empacaduras, válvulas, accesorios, filtros, trampas de vapor juntas de expansión. También incluye el diseño de los elementos de soporte, tales como zapatas, resortes y colgantes, pero no incluye el de estructuras para fijar los soportes, tales como fundaciones, armaduras o pórticos de acero.

Aun en el caso en que los soportes sean diseñados por un ingeniero estructural, el diseñador mecánico de la tubería debe conocer el diseño de los mismos, por la interacción directa entre tuberías y soportes.

Procedimiento de diseño de tuberías.

La lista siguiente muestra los pasos que deben completarse en el diseño mecánico de cualquier sistema de tuberías:

a) Establecimiento de las condiciones de diseño incluyendo presión, temperaturas y otras condiciones, tales como la velocidad del viento, movimientos sísmicos, choques de fluido, gradientes térmicos y número de ciclos de varias cargas.

b) Determinación del diámetro de la tubería, el cual depende fundamentalmente de las condiciones del proceso, es decir, del caudal, la velocidad y la presión del fluido.

c) Selección de los materiales de la tubería con base en corrosión, fragilización y resistencia.

d) Selección de las clases de "rating" de bridas y válvulas.e) Cálculo del espesor mínimo de pared (Schedule) para las temperaturas y

presiones de diseño, de manera que la tubería sea capaz de soportar los esfuerzos tangenciales producidos por la presión del fluido.

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f) Establecimiento de una configuración aceptable de soportes para el sistema de tuberías.

g) Análisis de esfuerzos por flexibilidad para verificar que los esfuerzos producidos en la tubería por los distintos tipos de carga estén dentro de los valores admisibles, a objeto de comprobar que las cargas sobre los equipos no sobrepasen los valores límites, satisfaciendo así los criterios del código a emplear.

Normas de diseño.

Las normas más utilizadas en el análisis de sistemas de tuberías son las normas conjuntas del American Estándar Institute y la American Society of Mechanical Engineers ANSI/ASME B31.1, B31.3, etc. Cada uno de estos códigos recoge la experiencia de numerosas empresas especializadas, investigadores, ingenieros de proyectos e ingenieros de campo en áreas de aplicación específicas, a saber:

B31.1. (1989) Power Piping. Tuberías de alimentación. B31.3 (1990) Chemical Plant and Petroleum Refinery Piping. Plantas

Químicas y Tuberías para Refinería de Petróleo. B31.4 (1989) Liquid Transportation System for Hydrocarbons, Petroleum

Gas, Andhydroys Anmonia and Alcohols. Sistema de Transporte de Hidrocarburos Líquidos, Petróleo, Andhydroys Anmonia y de los Alcoholes.

B31.5 (1987) Refrigeration Piping. Refrigeración de tuberías. B31.8 (1989) Gas Transmisión and Distribution Piping System. Transmisión

de gas y sistema de tuberías de distribución. B31.9 (1988) Building Services Piping. Servicios de construcción de

tuberías. B31.11 (1986) Slurry Transportation Piping System. Compuesto acuoso del

Sistema de Transporte de tuberías

En lo que concierne al diseño todas las normas son muy parecidas, existiendo algunas discrepancias con relación a las condiciones de diseño, al cálculo de los esfuerzos y a los factores admisibles.

En la tabla que mostramos a continuación se presentan las dimensiones de las zanjas para los diferentes diámetros de tubería de redes de abastecimiento de agua potable y de evacuación de aguas residuales y pluviales.

Es indispensable que a la altura del lomo del tubo, la zanja tenga realmente el ancho que se indica en la tabla; a partir de este punto debe dársele a sus paredes el talud necesario para evitar el empleo de ademe.

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En el caso de tuberías de materiales como fibrocemento, P.V.C. y polietileno de alta densidad deberá observarse lo siguiente:

La tubería de fibrocemento deberá alojarse en zanja para obtener la máxima protección y solo en casos excepcionales se podrá instalar superficialmente garantizando su protección y seguridad.

En el caso de tuberías de P.V.C. y polietileno de alta densidad su instalación se hará siempre en zanja.

Mejoramiento del fondo de la zanja y relleno de la misma en redes de distribución.

Deberá colocarse una plantilla de material libre de piedras para el asiento total en la tubería, de tal forma que no provoquen esfuerzos adicionales a ésta. La plantilla o cama consiste en un piso de material fino colocado sobre el fondo de la zanja previamente a la colocación de la tubería, se arreglará la plantilla con la

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concavidad necesaria para ajustarse a la superficie externa inferior de la tubería, en un ancho cuando menos igual al 60% de su diámetro exterior y de preferencia en su cuadrante inferior.

El resto de la tubería debe ser cubierto hasta una altura de 30 cm arriba de su lomo con material granular fino, que puede ser seleccionado del producto de la excavación o de banco, colocado a mano y compactado cuidadosamente con equipo manual y humedad óptima al 90% de la prueba Proctor, llenando todos los espacios libres abajo y adyacentes a la tubería (acostillado). Este relleno se hace en capas que no excedan de 15 cm de espesor. El resto de la zanja podrá ser rellenado a volteo, o compactado según sea el caso: si la tubería se instala en zona urbana con tránsito vehicular intenso todo el relleno será compactado, y si se instala en zonas con poco tránsito vehicular o rural será a volteo.

Se excavarán cuidadosamente las cavidades o conchas para alojar la campana o cople de las juntas de los tubos, con el fin de permitir que la tubería se apoye en toda su longitud sobre el fondo de la zanja o de la plantilla apisonada.

En caso de instalar tubería de acero y si la superficie del fondo de la zanja lo permite, no será necesario la plantilla. En lugares excavados en roca o tepetate duro, se prepara la plantilla con un material suave que pueda dar un apoyo uniforme al tubo, pudiendo ser tierra o arena suelta seleccionadas del producto de la excavación o de banco.

Las pérdidas de carga y el cálculo de las mismas.

Las pérdidas de carga son debidas a rozamientos internos en los conductos. Además de las pérdidas de carga por rozamiento, se producen otro tipo de pérdidas por culpa de fenómenos de turbulencia que se originan al paso de líquidos por puntos singulares de las tuberías, como cambios de dirección, codos, juntas, derivaciones, etc. Se conocen como pérdidas de carga accidentales, localizadas o singulares (hL, pérdidas de carga accidentales; hs, localizadas o singulares). Sumadas a las pérdidas de carga continuas (hC) dan las pérdidas de carga totales (hT).

Normalmente, las pérdidas de carga continuas son más importantes que las singulares. Estas pueden despreciarse cuando supongan menos del 5% de las totales y, en la práctica, cuando la longitud entre singularidades sea mayor de mil veces el diámetro interior de la tubería.

Salvo casos excepcionales, las pérdidas de carga localizadas solo se pueden determinar de forma experimental. Puesto que son debidas a una disipación de energía motivada por las turbulencias, pueden expresarse en función de la altura cinética corregida mediante un coeficiente K o є.

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En el interior de los tubos comerciales existen protuberancias o irregularidades de diferentes formas y tamaños, cuyo valor medio se conoce como rugosidad absoluta. Dicha rugosidad viene fijada en tablas.

También existe el mismo coeficiente de pérdidas en accesorios para tuberías.

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Pérdidas localizadas en un ensanchamiento brusco de sección.

Aunque la tubería se ensanche bruscamente, el flujo lo hace de forma gradual, de manera que se forman torbellinos entre la vena líquida y la pared de la tubería, que son la causa de las pérdidas de carga localizadas.

Pérdidas localizadas en un ensanchamiento gradual de sección.

En los difusores se producen, además de las pérdidas de carga por rozamiento como en cualquier tramo de tubería, otras pérdidas singulares debidas a los torbellinos que se forman por las diferencias de presión (al aumentar la sección, disminuye la velocidad y, por lo tanto, el término cinético, por lo que la presión debe aumentar).

Consideraciones prácticas para evaluar las pérdidas de carga.

Para válvulas puede tomarse como equivalente la pérdida de carga por rozamiento en una tubería recta de 10 metros de longitud y de igual diámetro que el accesorio.

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En ocasiones, puede tomarse una longitud total de tubería incrementada en un 5-20%, dependiendo de la longitud y el mayor o menor número de puntos singulares.

Las pérdidas localizadas, en general, pueden despreciarse cuando, por término medio, haya una distancia de 1000 diámetros entre dos puntos singulares.

UNIDAD DIDÁCTICA 4. PLANOS, BORRADORES DE IMPLATACIÓN Y OBRA CIVIL.

Los planos.

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Los planos son la representación gráfica y exhaustiva de todos los elementos que componen un proyecto. Los planos constituyen la geometría plana de las obras proyectadas, de forma que las define completamente en sus tres dimensiones.

Los planos nos muestran cotas, dimensiones lineales superficiales y volumétricas de todas las construcciones y las acciones que comportan los trabajos desarrollados por el proyectista.

Los planos definen las obras que ha de desarrollar el contratista. Componen el documento del proyecto más utilizado a pie de obra.

Normas de ejecución.

Al ser el documento más utilizado durante el desarrollo del proyecto, deben ser completos, suficientes y concisos, es decir, incluir toda la información necesaria para poder ejecutar la obra objeto del proyecto de la forma más concreta posible. El plano debe dar información inútil o innecesaria.

Los planos han de contener todos los detalles necesarios para la completa y eficaz representación de las instalaciones.

Deben ser lo suficientemente descriptivos como para poder realizar de modo exacto las obras. Deberán poder deducirse de ellos los planos auxiliares de obra o taller y las mediciones que sirvan de base para las valoraciones pertinentes.

Las dimensiones en todos los planos, generalmente, se acotarán en metros y con dos cifras decimales. Como excepción, los diámetros de armaduras, tuberías, etc. se expresarán en milímetros y se colocará detrás del símbolo la cifra que corresponda.

En particular, de no incluirse despiece detallado, deberán poderse deducir directamente de los planos todas las dimensiones geométricas, mediante las oportunas notas o especificaciones complementarias que las definan inequívocamente.

En cada plano deberá figurar, en la zona inferior derecha, un cuadro con las características de las tuberías, así como los niveles de control previstos.

Se deben presentar a la autoridad competente los planos que muestran los detalles y la configuración de los sistemas de tubería vertical, previamente a la instalación del sistema. Dichos planos deben ser claros, legibles y deben estar dibujados a escala. Los dibujos deben mostrar la ubicación, configuración, suministro de agua, equipo y todos los otros detalles necesarios que acaten esta norma. Los planos deben incluir las especificaciones de los materiales a utilizar, y

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debe describir todos los equipos y componentes del sistema. Los planos deben incluir el diagrama de elevación.

Tipos de planos.

Los planos deben normalizarse de acuerdo con las normas UNE. Hay que huir de los formatos grandes y poco manejables.

Los planos se confeccionan teniendo en cuenta la normalización relativa al efecto. El formato de menor tamaño utilizado es el A4 UNE 1011. Los formatos superiores se doblan según norma UNE 1027 para su correcto encarpetado.

Normalmente los planos originales se depositan en el archivo de la oficina técnica. Lo que se emplea para la tramitación legal del proyecto y para su ejecución es una copia.

Planos más relevantes: situación y emplazamiento.

Los planos de situación y emplazamiento son aquellos que muestran la ubicación de las obras que define el proyecto en relación con su entorno, a escala altamente reducida. Aunque no podemos establecer diferencia semántica entre los conceptos situación y emplazamiento, lo habitual es denominar plano de situación al de ubicación puntual de las obras del proyecto y plano de emplazamiento al plano de escala algo mayor donde se sitúan las obras de forma apreciable y en el que queda constancia de su orientación y distribución general.

En el plano de situación se ha de mostrar con claridad la situación de las obras dentro de un municipio, comarca, isla, provincia o incluso nación.

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En los planos de emplazamiento se esquematizarán los límites de la zona del proyecto, de forma que se distingan en planta las formas y las interrelaciones locales con su entorno próximo.

Obra civil.

Una obra civil es una actuación del hombre en la naturaleza que es utilizada para dotar de beneficios a la sociedad. La obra civil se puede llamar también obra pública, no en vano en algunos tiempos el ministerio encargado se ha denominado así.

Las obras civiles son, por tanto, el resultado de la iniciativa pública en el territorio, de tal forma que dicha actuación redunde en beneficio de la sociedad. Es, pues, una actuación social y útil.

La obra civil se caracteriza por la utilización de maquinaria pesada, por las interferencias que provoca en el tráfico interno y externo. Sobre todo, se caracteriza por los altos niveles de subcontratación.

Dependiendo del tipo de tubería que se vaya a instalar (tubos y diferentes prefabricados de hormigón, tuberías de acero, llaves, válvulas y tubos de PVC en la distribución de agua corriente, colectores de saneamiento y pluviales), se utilizarán equipos de soldadura, bombonas de gases licuados y pegamentos.

No podrá iniciarse la construcción de una obra hidráulica que comporte la concesión de nuevos usos del agua, sin que previamente se obtenga o declare la correspondiente concesión, autorización o reserva de manantiales, salvo en el caso de declaración de emergencia o de situaciones hidrológicas extremas.

A las obras hidráulicas vinculadas a aprovechamientos energéticos les resultará igualmente de aplicación lo previsto en la Ley 54/1997, de 27 de noviembre, del Sector Eléctrico.

Son obras hidráulicas públicas las destinadas a garantizar la protección, control y aprovechamiento de las aguas continentales y del dominio público hidráulico y que sean competencia de la Administración General del Estado, de las Confederaciones Hidrográficas, de las Comunidades Autónomas y de las Entidades locales.

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UNIDAD DIDÁCTICA 5. INFORMES DE AJUSTES, PRUEBAS, ENSAYOS, ETC.

El informe es un texto expositivo y argumentativo, gracias al cual se transmite una información y se exponen unos datos, dirigido a un destinatario que, normalmente, deberá tomar una decisión con respecto al asunto. Hay diferentes tipos de informe. Normalmente se suele hablar de informes técnicos, administrativos y académicos.

El objetivo del informe técnico es presentar de forma clara y detallada un trabajo científico o técnico de investigación o desarrollo, o describir en qué estado o situación se encuentran algo o alguien muy concreto (por ejemplo, un edificio que pueda caerse, un paciente que se halla hospitalizado, etc.). Los informes técnicos

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también pueden considerarse como un tipo de texto básico de transferencia de conocimientos.

Etapas en la elaboración de un informe.

Etapa preparatoria.

En esta etapa debemos plantearnos cuál es la finalidad del informe, cuál es el problema o asunto del que vamos a tratar y quién es el destinatario. Esto supone plantearnos qué aspectos del asunto espera conocer el destinatario por medio del informe y, cuáles son sus conocimientos previos sobre el asunto. Además, es imprescindible tener en cuenta qué se pretende que sepa o haga el destinatario tras haberlo leído.

Es necesario considerar que hay que ser flexible y adaptarnos en todo momento a los requerimientos de la situación comunicativa. Cada informe es un texto único, que surge en un contexto determinado. La flexibilidad nos permitirá construir textos idóneos para cada situación.

Etapa productora.

El objetivo de la recopilación de información es que tengamos todo el material sobre el que se trabajará antes de empezar la etapa redactora. Hay que colocar sobre el papel todas las ideas que tengan relación con el asunto en cuestión.

Es bueno anotar esas ideas de una forma ordenada y establecer así un esquema previo a la redacción.

Podemos relacionar estas ideas ayudándonos de los mapas mentales, los diagramas de ideas y otros métodos para generar ideas. Tendremos en cuenta que la información suele tener una organización cronológica, causal o según otros tipos de criterios.Etapa redactora.

Deberemos prestar especial atención a la estructura del texto, ya que de esas estructuras dependerán que las ideas se vayan ordenando de forma adecuada.

El resultado debe ser un texto claro, preciso, exacto, impersonal y objetivo y riguroso, a pesar de que pueda tener elementos argumentativos.

El cuerpo del informe es la parte más importante y la que no podrá faltar nunca. En ella se definen, analizan, interpretan, discuten, valoran y desarrollan los aspectos que ayudan a cumplir los propósitos del informe.

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Si el plan de acción, las propuestas y las recomendaciones se colocan al principio del informe, el cuerpo del informe deberá justificar la adecuación y la viabilidad de ese plan, y de esas propuestas y recomendaciones.

La introducción debe entenderse como una guía que facilite la lectura. Sus finalidades son establecer un primer contacto con el contenido total y facilitar unas normas y orientaciones para que el lector pueda leer y valorar las páginas que siguen.

Los anexos recogen el material pertinente para comprender el informe. Suponen un apoyo a la información que se ha aportado en el texto. Los materiales que se aporten deben presentarse de la forma más fácil de comprender por el destinatario.

El sumario se redacta una vez terminada la elaboración de los anexos, y como una de las últimas etapas en la redacción del informe. El sumario es el resumen informativo donde se reseñan, condensados, los elementos esenciales del informe. Sus funciones son:

Dar una visión general del contenido y facilitar así el contenido esencial.

Extractar lo que será mejor retenido, pensado en aquellas personas que no lean la totalidad del informe.

Mostrar al lector dónde se sitúan, dentro del conjunto del informe, cada una de sus partes fundamentales.

En cuanto a las pautas para su redacción, hay que señalar que suelen ser textos muy impersonales y con una estructura muy pautada. Aunque normalmente no aparezca un sujeto concreto, en algunos informes aparece una valoración

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personal, especialmente en textos muy técnicos en los que se ha pedido una valoración de un experto y en los que este experto la manifiesta. No son textos expresivos. Son textos funcionales y con objetivos delimitados.

Informes de ajustes.

El cuerpo del informe de ajuste es como hemos explicado anteriormente pero la única diferencia es que en este tipo de informe lo que se refleja es cada uno de los pasos que se realizan en la fase final de la instalación. Indicamos el retoque final, es decir, la graduación de la temperatura, la regulación de los sensores, las consignas de temperatura, presión, etc. Especificará la regulación de la rata de flujo del fluido específico.

Informes de pruebas.

En este tipo de informes reflejamos las pruebas realizadas en nuestra instalación. Sirven para determinar el desempeño cuantitativo del equipo. Es un informe donde se ajusta, la consigna de temperatura deseada. Se prueban temperaturas hasta dar con la indicada o idónea. Este informe completa al informe de ajuste.

Informes de ensayos.

Este tipo de informes es similar al de pruebas, pero con la diferencia que los ajustes se hacen en la fábrica, donde se provocan condiciones extremas para verificar el límite que soporta el material hasta su rotura.

Deberá incluir los siguientes puntos:

Índice. Resumen. Introducción. Descripción de la instalación. Descripción del procedimiento de pruebas.

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Observaciones. Planteamiento de cálculos. Cálculos. Resultados calculados. Discusión y conclusiones. Teoría.

Formatos de los informes.

Deben ser hojas de información organizadas sobre las pruebas para recoger los datos de las pruebas en orden lógico para presentarlas y revisarlas.

Esta información debe ser también el registro permanente a ser utilizado como base para futuras pruebas, ajustes y balanceos requeridos.

UNIDAD DIDÁCTICA 6. INFORMES SOBRE CONDICIONES DE EXPLOTACIÓN Y MANTENIMIENTO.

Las condiciones de explotación y el mantenimiento.

En general no se realizan muchos trabajos de mantenimiento, más bien se hacen esfuerzos para que las tuberías sean más resistentes y para prolongar sus vidas útiles.

Tuberías de acero.

Dentro de las aleaciones hierro-carbono se denominan aceros los productos que tienen un contenido en Carbono comprendido entre el 0.10% y el 1.76%.

Una de las características de los aceros (a diferencia de las fundiciones) es que son materiales forjables, es decir, que pueden modificar su forma por la acción de los esfuerzos, en general, de compresión y a temperaturas elevadas. Gracias a estas ventajas, los tubos de acero son muy utilizados en construcción: cerrajería, calefacción central, distribuciones de agua y gas.

Entre ellos se diferencian principalmente por:

Calidad del metal

Procedimiento de fabricación.

Dimensiones.

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Tipo de protección.

Los tubos de acero se deben proteger interior y exteriormente. En el caso de aguas agresivas, interiormente se debe aplicar una capa de alquitrán. En el exterior, para proteger la corrosión se realiza un revestimiento de alquitrán, armado por bandas de yute enrolladas en espiral sobre el tubo y con un acabado de lechada de cal.

La protección de los tubos de acero, también se realiza por galvanizado. Estos tubos se recomiendan para las instalaciones de agua fría y caliente. La galvanización se obtiene por un ligero depósito de 0.10 a 0.15mm de zinc, a fuego, sumergiendo los tubos en un baño de fusión, o por electrólisis en frío. Existen otros medios de protección menos corrientes, pero que responden mejor a ciertas aplicaciones:

En locales industriales, donde no interviene la cuestión de la estética, la protección exterior se puede obtener con productos bituminosos (embreado en caliente por inmersión) o por recubrimiento con cintas de yute embreado.

En las instalaciones industriales especiales o laboratorios, se emplean materiales como el barniz, esmalte, plomo y materias plásticas para la protección interior o exterior de los tubos.

Cuando la corrosión es muy activa (dependiendo del tipo de agua transportada), hay que recurrir al empleo de tubos de metales especiales: acero inoxidable, níquel, o sus aleaciones.

De todas formas, el tubo de acero galvanizado o pintado exteriormente presenta, en general, propiedades suficientes para instalaciones corrientes en obras.

Hay otro riesgo de deterioro por oxidación en puntos localizados contra el que hay que precaverse: es el que resulta del contacto del hierro con otros metales u otros materiales. Deben pues ser evitados los contactos entre dos metales diferentes, particularmente entre el hierro y el cobre.

Ciertos materiales atacan el hierro: el yeso húmedo, los oxicloruros (pisos magnésicos), las escorias (sulfuros).

Las tuberías que atraviesan una pared o un piso deben ir protegidas con forros de material inatacable y de un diámetro suficiente para permitir interponer entre los dos conductos un plástico aislante. Esto es necesario especialmente donde la humedad es permanente.

Las tuberías de acero negro, conocidas también como de hierro negro, en contacto con el aire y si no disponen de protección, se oxidan cubriéndose con una película de color pardo oscuro muy característica. Este tipo de tubería no se utiliza

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precisamente por este efecto para conducciones de agua potable. Básicamente su uso está limitado al sector industrial.

Cuando se somete al acero negro a una circulación de agua (a un ambiente húmedo en general) el primer compuesto que se forma es el hidróxido ferroso que es relativamente soluble, y que se transforma posteriormente en óxido férrico que es menos soluble.

Tuberías de acero inoxidable.

La utilización de los aceros inoxidables, principalmente auténticos, en conducciones de aguas naturales, en ocasiones nos obliga a conocer tanto la calidad de las aguas como la de los aceros inoxidables. La mayoría de las aguas dulces (ríos, lagos, pozos, etc.) no producen corrosión en los aceros inoxidables comunes, pero, para evitar incidentes ocasionales, es preciso conocer estas características y así determinar la calidad del acero inoxidable a utilizar.

Corrosión por cloruros: Este tipo de corrosión se produce por la eliminación del film protector a causa del contacto entre un acero inoxidable y una solución de cloruros.

Corrosión galvánica: El contacto del acero inoxidable con otro material menos noble puede dar lugar a este tipo de corrosión, en la que el menos noble constituye el ánodo y se corroe.

Corrosión externa: En general la resistencia del acero inoxidable frente a las distintas atmósferas es excelente (urbana, industrial, marina y rural). Únicamente en tuberías que estuvieran muy cerca del mar, sería aconsejable el empleo del acero inoxidable AISI-316. En tuberías subterráneas, toda la experiencia recogida sobre el uso del acero inoxidable, ha demostrado que no plantea ninguna clase de problemas. No obstante, se aconseja analizar las tierras.

Tuberías de fundición.

Las aleaciones hierro-carbono, atendiendo al porcentaje de carbono, se dividen en tres grupos:

Hierros: del 0 al 0.10% de C.

Aceros: del 0.10 al 1.76% de C.

Fundiciones: del 2.5 al 4% de C.

Las fundiciones se clasifican en:

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Ordinarias: cuando además del carbono solo contienen pequeñas cantidades de silicio, manganeso, azufre y fósforo.

Aleadas: cuando contienen otros elementos (cromo, níquel, molibdeno) que modifican, mejorando las propiedades mecánicas de aquellas.

Especiales: fundiciones sometidas a procesos y aditivas que dan lugar a fundiciones de excelentes calidades.

Las tuberías de fundición gris, fabricadas por moldeo vertical en arena, tienen una capa superficial formada por óxidos y silicatos de hierro que protegen de forma natural al tubo en caso de terrenos poco agresivos.

Las tuberías deben protegerse del medio circundante que rodea a los tubos y de los líquidos que circulan por su interior.

La protección debe ser tal que:

Se adhiera a la superficie que debe proteger.

Resista el medio corrosivo que actúa por el interior del tubo o del ambiente que rodea exteriormente a la tubería.

Sea impermeable al medio corrosivo.

Protección exterior: La protección exterior puede clasificarse según la situación de las tuberías (enterradas, vistas en la atmósfera y sumergidas) y de acuerdo con la intensidad de agresión del medio.

Los productos de protección, en el caso de tuberías enterradas son:

Alquitrán: Imprimación a base de una capa de alquitrán o de cloro-caucho, una capa intermedia de alquitrán aplicado en caliente con un filtro de amianto y un acabado de lechada de cal o un papel kraft.

Asfalto: Capa de imprimación de betún asfáltico y una capa de mástique asfáltico.

Galvanizado: Inmersión de la tubería en zinc fundido.

Mortero de cemento reforzado con malla de alambre.

Para tuberías vistas se emplean:

Alquitrán: Una o dos capas de minio de plomo con barniz de resina sintética y un acabado con una capa de pintura de alquitrán.

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Galvanizado electrolítico por inmersión.

Para tuberías sumergidas en agua dulce: pinturas fenólicas, alquitrán, resina epoxi, etc.

Protección interior: La protección interior en caso de agua potable, de escasa agresividad, puede ser de:

Alquitrán: Imprimación y esmalte de aplicación en caliente.

Zinc metálico: Galvanizado electrolítico o galvanizado por inmersión.

Cemento: Revestimiento centrifugado de mortero de cemento.

Tuberías de cobre.

El tubo de cobre es el material más utilizado en Europa, en las diferentes instalaciones de transporte de fluidos en la construcción.

Este metal posee unas características físicas y mecánicas que no se alteran con el paso del tiempo, lo que garantiza la duración y calidad de las instalaciones realizadas con tubo de cobre.

Como características más destacadas del tubo de cobre se pueden reseñar las siguientes:

Alta resistencia a la corrosión.

Pequeñas pérdidas de carga, debido a una superficie interior lisa.

Inalterable con el paso del tiempo, en sus características físicas y químicas.

Permite montajes rápidos y fáciles, utilizando accesorios soldados por capilaridad.

Excelente comportamiento con la totalidad de los materiales de construcción y de los fluidos a transportar.

Soporta elevadas presiones interiores, permitiendo el uso de tuberías de pared delgada.

Las tuberías de cobre resisten muy bien a la acción de los materiales de construcción utilizados normalmente (cal, yeso, hormigón, cemento, etc.) pueden estar perfectamente en contacto con estos materiales. Los casos en los que pueda existir corrosión son muy raros y muy específicos. Se trata en particular de

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hormigones ligeros de fraguado rápido, ya que entre sus componentes se encuentran productos amoniacales, concretamente cloruro amónico, que atacan al cobre. Cuando esto sucede, basta proteger al tubo con una envoltura de plástico corrugado del empleado en canalizaciones eléctricas.

En viviendas aisladas o casas rurales, es frecuente que el agua provenga de un punto retirado de la vivienda, por lo que la tubería se coloca bajo tierra, en este caso es aconsejable su aislamiento, ya que es frecuente la presencia de materia orgánica en el subsuelo, con alto contenido de cloruros amónicos que podrían corroer la tubería.

Como consecuencia de sus características, el tubo de cobre presenta, respecto a otros materiales, las siguientes ventajas:

Caudal constante, debido a su pared interior completamente lisa.

Permite montajes exteriores debido a su alta resistencia a la corrosión y a su impermeabilidad que impide el paso de oxígeno y rayos ultravioleta.

Especialmente indicado para instalaciones empotradas por su alta resistencia al ataque de los materiales de construcción.

Pérdidas de carga mínimas, debido a su espeso uniforme y medidas exactas y sobre todo a su pared lisa y limpia.

Gran ahorro en las instalaciones realizadas con accesorios soldados, debido a la menor cantidad de mano de obra necesaria.

Ideal en instalaciones de calefacción debido a su alta conductividad térmica, con lo que se consigue un alto rendimiento.

Reducido peso por metro lineal de tubería, que abarata el transporte, facilita la manipulación y es ideal para la prefabricación en serie de instalación tipo.

Protege el medio ambiente, dado que, por su valor de recuperación es prácticamente reciclado en su totalidad.

En general se considera que las tuberías de cobre no reciben ninguna clase de mantenimiento.

Tuberías de plomo.

El plomo es inalterable frente a los agentes atmosféricos. No necesita ninguna protección. Solo por razones estéticas reciben algunas veces las tuberías una capa de pintura.

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En contacto con el aire, la superficie del plomo se oscurece y cubre de una capa delgada protectora de subóxido de plomo.

En las atmósferas industriales en contacto con el gas sulfuroso, forma hidratos de plomo, o carbonatos, sulfatos, etc., insolubles, que constituyen películas protectora muy adherentes.

Tampoco el aire salino tiene acción sobre el plomo. En contacto con ciertos materiales, el plomo puede deteriorarlos o corroerse.

Ante todo hay que evitar toda posibilidad de corrosión anódica por contacto del plomo con un metal de potencial muy diferente en un medio húmedo.

Los contactos plomo-zinc, plomo-hierro, plomo-aluminio, son perjudiciales; pero hay que hacer notar que el metal disuelto es el zinc, el hierro o el aluminio; el fenómeno de corrosión cobre-plomo, en detrimento del plomo, se detiene a causa de la insolubilidad del sulfato de plomo formado.

Entre los materiales empleados en la construcción, susceptibles de atacar al plomo, hay que mencionar:

La cal grasa.

La cal hidráulica.

Algunos cementos: portland, escorias de altos hornos, puzolanas, supercementos.

Las maderas: Ataque provocado por los ácidos orgánicos contenidos en la encina y el castaño.

Ciertos productos bituminosos: El ataque es provocado por el ácido acético, el fenol, la sosa o la potasa contenidos en estos productos.

Finalmente, los ácidos orgánicos, la cal libre, que impregnan a veces los suelos húmedos, pueden ser causa de ataque al plomo, pero el ataque es más a menudo ocasionado por corrientes eléctricas parásitas.

Las precauciones generales que hay que tomar para proteger los tubos frente a estas corrosiones consisten en suprimir una de las causas, la humedad, o en proteger los tubos con forros, envolturas de fieltro asfáltico, capas de betún, etc.

Tuberías plásticas.

Envejecimiento de los materiales plásticos:

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El envejecimiento puede ser debido a:

Factores ambientales (temperatura ambiente, oxígeno atmosférico, radiaciones solares, medios agresivos, etc.) a los que está sometido el material de la tubería por efecto del entorno correspondiente a su ubicación.

Factores funcionales (presión interna del agua, fatiga del material, esfuerzos mecánicos de tracción, compresión, flexión, agresión química irreversible del agua, esfuerzos térmicos, esfuerzos eléctricos, etc.) a los que está sometido el tubo por efecto de su aplicación

El factor tiempo influye notablemente en la pérdida de resistencia mecánica y también en el incremento de las deformaciones. Esto indica que en el transcurso del tiempo se debilitan las propiedades mecánicas y que los materiales termoplásticos (PVC y PE) no tienen una duración ilimitada. Existe una correlación entre tensión de trabajo, deformación, tiempo y temperatura del tubo por efecto del líquido conducido y del ambiente externo.

A las tuberías destinadas a la conducción de agua a presión se les exige una duración mínima de 50 años, estando sometidas a la presión nominal y un coeficiente de seguridad decreciente con el tiempo (para los tubos de PVC valor inicial 5.5, valor a los 50 años, estimado por extrapolación, superior a 1.5). Ello se cumple si las tensiones tangenciales a que se encuentra el material por el efecto de las cargas externas o de la presión del agua conducida son de 100kg/cm2, valor máximo.

Tuberías de fibrocemento.

Las tuberías de fibrocemento se fabrican a partir de materia preparada mezclando cemento portland, fibras de amiento y agua.

Una capa delgada de la mezcla (de0.1 a 0.2mm) se enrolla de una forma continua sobre un mandril de acero, cuya longitud coincide con la del tubo que se desea fabricar.

Las sucesivas capas, fuertemente comprimidas, originan el crecimiento progresivo del espesor de pared de la tubería hasta alcanzar la medida prevista.

A continuación los tubos se sumergen en agua durante varios días y, posteriormente, se almacenan al aire libre. Durante este proceso han adquirido el endurecimiento necesario para soportar una presión de prueba equivalente al doble de la presión de servicio.

Las posibilidades de utilización sin medidas particulares de protección quedan acotadas en relación con los terrenos y a las aguas agresivas como sigue:

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Terrenos agresivos a la tubería: Son los que tienen una fuerte reacción ácida (pH inferior a 6) y los que tienen un elevado contenido en sulfatos (superior al 0.3%).

Aguas agresivas para los tubos: Las de reacción ácida (pH inferior a 6), las aguas muy blandas (dureza igual o inferior a 3º hidrométricos franceses. Equivalencia: 1 HT francés corresponde a 10mg/l de carbonato cálcico, CO3Ca) y las que contienen anhídrido carbónico libre y agresivo (más de 30mg/l).

Los productos de fibrocementos son fabricados con fibras minerales, cemento y agua, la cual es necesaria para el proceso de fraguado.

La fibra mineral es un silicato de magnesio hidratado (asbesto) con un diámetro aproximadamente de 20Mm y una resistencia a la tracción de 3500N/mm2 . alcanza su punto de fusión a 1550ºC y es incombustible.

Estas fibras actúan como elemento de refuerzo a la tracción. Son químicamente inertes lo que hace que los materiales de fibrocemento resistan mejor al ataque de agentes agresivos que otros productos de cemento.

Características de los tubos de fibrocemento:

Resistencia mecánica: el proceso químico de fraguado en estos productos causa un incremento de la resistencia mecánica con el tiempo.

Resistencia química: Debido a su composición inorgánica el fibrocemento es resistente a todos los organismos nocivos como hongos, bacteria y a ataques biológicos en general. Fenómenos electrolíticos no producen ningún tipo de corrosión en estos tubos. Igualmente no se oxidan ni se pudren por efecto de la humedad. También son resistentes a los rayos ultravioleta. Pueden permanecer al sol por largos períodos sin afectarse sus propiedades físicas y químicas.

Resistencia a la abrasión: Aún con altas velocidades de flujo de agua no se han producido efectos por abrasión en tubos de fibrocemento.

Propiedades aislantes: El fibrocemento tiene alta capacidad como aislante térmico y no es un conductor eléctrico. Por tal motivo la corrosión electrolítica no puede ocurrir aún si se inducen corrientes.

La protección de los tubos de fibrocemento se clasifica en protección pasiva, activa y autoprotección:

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Protección pasiva: La línea de tuberías con revestimiento está conformada por productos a los cuales se les aplica un revestimiento de protección adecuado determinado a través de los análisis químicos de los elementos que habrán de estar en contacto con los tubos, para prevenir los diferentes tipos y grados de corrosión.

Protección activa: Este tipo de protección se logra mediante acciones que se implementan durante el proceso de fabricación. Tal es el caso de la utilización de cementos altamente resistentes a los sulfatos de los cuales el más común es el cemento portland tipo V, el cual posee un contenido muy bajo de Aluminato Tricálcico. Esta sustancia al reaccionar con los sulfatos degrada el cemento, por tal motivo al disminuir su contenido disminuye la posibilidad de una reacción agresiva.

Auto protección: Cuando se presenta la corrosión en estos tubos se manifiesta por un ablandamiento de la superficie atacada; las fibras de asbesto que quedan al desnudo por la acción de la deposición de los compuestos de calcio se entrelazan formando un tejido semejante a un filtro, el cual establece una autoprotección del material contra el avance gradual del deterioro.

Debido a todas estas características, en condiciones normales, prácticamente no hay límite de vida para los tubos de fibrocemento, teniendo en cuenta que están constituidos por componentes inorgánicos y no metálicos. Su vida útil es indefinida.

Informes de explotación y mantenimiento.

En la unidad anterior ya se vio la manera correcta de elaborar informes, siguiendo una serie de criterios unificados para que éste fuera profesional y claro. Para las actividades tanto de explotación como de mantenimiento se elaborarán una serie de memorias en las que se especifiquen las mejores maneras de explotar sin afectar a la manutención del sistema de red de tuberías.

Como ya hemos visto durante la primera parte de la unidad, dependiendo del tipo de tubería, habrá que tener unas precauciones u otras, variando así los tipos de explotación y por tanto de mantenimiento.

Esto debe quedar correctamente especificado en el informe para que los gastos y las ganancias o beneficios que a partir del sistema de tuberías se obtengan sean lo más óptimas posibles.

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UNIDAD DIDÁCTICA 7. NORMATIVA Y REGLAMENTACIÓN EN INSTALACIONES DE FLUIDOS.

En esta unidad expondremos las diferentes legislaciones acerca de los sistemas de fluidos y la norma que debe regir ciertos aspectos de estas instalaciones. Así encontramos todas las que a continuación enumeramos.

UNE 1063-1059. Caracterización de las tuberías en los dibujos y en las instalaciones industriales.

UNE 1115-1985. Colores y señales de seguridad.

ANSI/ASME B31.1, B31.3. Normas en la instalación de tuberías.

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UNE-EN 13078:2004. Dispositivos para prevenir la contaminación del agua potable por reflujo. Intervalo de aire con alimentación sumergida incorporando una entrada de aire y un rebosadero. Familia A, Tipo C.

UNE-EN ISO 4126-4:2004. Dispositivos de seguridad para la protección contra la presión excesiva. Parte 4: Válvulas de seguridad pilotadas (ISO 4126-4:2004).

UNE-EN ISO 4126-5:2004. Dispositivos de seguridad para la protección contra la presión excesiva. Parte 5: Dispositivos de seguridad de descarga controlados frente a las sobrepresiones (CSPRS) (ISO 4126-5:2004).

UNE-EN ISO 4126-6:2004. Dispositivos de seguridad para la protección contra la presión excesiva. Parte 6: Aplicación, selección e instalación de dispositivos de seguridad con disco de ruptura (ISO 4126-6:2003).

UNE-EN ISO 4126-7:2004. Dispositivos de seguridad para la protección contra la presión excesiva. Parte 7: Datos comunes (ISO 4126-7:2004).

UNE-EN ISO 10497:2005. Ensayo de válvulas. Requisitos del ensayo al fuego (ISO 10497:2004).

UNE-EN ISO 5211:2001. Válvulas industriales. Acoplamiento de los accionadores de las válvulas de giro parcial (ISO 5211:2001).

UNE-EN ISO 5210:1996. Válvulas industriales. Acoplamiento de los accionadores de las válvulas de giro múltiple (ISO 5210:1991).

UNE-EN ISO 16330:2003. Bombas y grupos motobomba volumétricos alternativos. Requisitos técnicos (ISO 16330:2003).

UNE-EN ISO 9905:1999. Especificaciones técnicas para bombas centrífugas. Clase I (ISO 9905:1994).

EN ISO 13710:2004. Industrias del petróleo, petroquímicas y del gas natural. Bombas volumétricas alternativas (ISO 13710:2004, ratificada por AENOR en octubre de 2004).

UNE-EN ISO 15364:2002. Embarcaciones y tecnología marina. Válvulas de presión/vacío para tanques de carga (ISO 15364:2000).

UNE-EN ISO 4671:2001. Mangueras a base de elastómeros y plásticos y sus conjuntos con accesorios de unión. Métodos de medición de las dimensiones (ISO 4671:1999).

Page 192: Curso Completo

UNE-EN ISO 7751:1997. Mangueras a base de elastómeros y plásticos y sus conjuntos con accesorios de unión. Relaciones de las presiones de prueba y de reventamiento con la presión de servicio (ISO 7751:1991).

UNE-EN ISO 8330:2001. Mangueras a base de elastómeros y plásticos y sus conjuntos con accesorios de unión. Vocabulario (ISO 8330:1998).

UNE-EN ISO 7662:1997. Mangueras a base de elastómeros y plásticos. Determinación de la abrasión del forro interior (ISO 7662:1988).

UNE-EN ISO 4672:2001. Mangueras a base de elastómeros y plásticos. Ensayos de flexibilidad a temperatura inferior a la ambiental (ISO 4672:1997).

UNE-EN ISO 10960:1997. Mangueras a base de elastómeros y plásticos. Evaluación de la resistencia al ozono bajo condiciones dinámicas (ISO 10960:1994).

UNE-EN ISO 11758:1997. Mangueras a base de elastómeros y plásticos. Exposición a una lámpara de arco de xenón. Determinación de los cambios de color y de aspecto (ISO 11758:1995).

UNE-EN ISO 8030:1998. Mangueras a base de elastómeros y plásticos. Métodos de ensayo de inflamabilidad (ISO 8030:1995).

EN ISO 13703:2000. Industrias del petróleo y del gas natural. Diseño e instalación de sistemas de tuberías en plataformas marítimas de producción (ISO 13703:2000, ratificada por AENOR en abril de 2001).

EN ISO 13628-2:2000. Industrias del petróleo y del gas natural. Diseño y operación de sistemas de producción submarinos. Parte 2: Sistemas de tuberías flexibles para aplicaciones marinas y submarinas (ISO 13628-2:2000, ratificada por AENOR en marzo de 2001).

EN ISO 13628-4:1999. Industrias del petróleo y del gas natural. Diseño y operación de sistemas de producción submarinos. Parte 4: Equipamiento de boca de pozo y árbol de tuberías submarinos (ISO 13628-4:1999, ratificada por AENOR en noviembre de 1999).

EN ISO 13625:2002. Industrias del petróleo y del gas natural. Equipos de perforación y producción. Manguitos para tuberías guía de perforación marina (ISO 13625:2002, ratificada por AENOR en marzo de 2003).

EN ISO 21329:2004. Industrias del petróleo y del gas natural. Sistemas de transporte por tuberías. Procedimientos de ensayo para conexiones mecánicas (ISO 21329:2004, ratificada por AENOR en diciembre de 2004).

Page 193: Curso Completo

EN ISO 14723:2001. Industrias del petróleo y del gas natural. Sistemas de transporte por tuberías. Válvulas de tuberías submarinas (ISO 14723:2001, ratificada por AENOR en marzo de 2002).

EN ISO 14692-1:2002. Industrias del petróleo y del gas natural. Tuberías de plástico reforzado con fibra de vidrio. Parte 1: Vocabulario, símbolos, aplicaciones y materiales (ISO 14692-1:2002. ratificada por AENOR en marzo de 2003).

UNE-EN ISO 2398:1997. Mangueras a base de elastómeros, con refuerzo textil para aire comprimido. Especificaciones (ISO 2398:1995).

UNE-EN ISO 5774:2001. Mangueras a base de plásticos, con refuerzo textil, -para aire comprimido. Especificaciones (ISO 5774:1997).

UNE-EN ISO 3994:2001. Mangueras a base de plásticos. Mangueras de materiales termoplásticos con refuerzo termoplástico helicoidal para succión y descarga de materiales acuosos. Especificaciones (ISO 3994:1998).

UNE-EN ISO 4023:1996. Mangueras de caucho para vapor. Procedimiento de ensayo (ISO 4023:1991).

UNE-EN ISO 6806:1996. Mangueras de elastómeros y sus conjuntos con accesorios de unión para uso en quemadores de combustible. Especificación (ISO 6806:1992).

UNE-EN ISO 6224:1997. Mangueras de plásticos con refuerzo textil de uso general para agua. Especificaciones (ISO 6224:1995).

UNE-EN ISO 12162:1996. Materiales termoplásticos para tubos y accesorios para aplicaciones a presión. Clasificación y designación. Coeficiente global de diseño (de servicio) (ISO 12162:1995).

UNE-EN ISO 228-1:2003. Roscas de tuberías para uniones sin estanqueidad en la rosca. Parte 1: Medidas, tolerancias y designación (ISO 228-1:2000).

Page 194: Curso Completo

MÓDULO 5. PLANES DE PREVENCIÓN Y SEGURIDAD PARA REDES Y SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE FLUIDOS.

UNIDAD DIDÁCTICA 1. PLANES Y NORMAS DE SEGURIDAD E HIGIENE: POLÍTICA DE SEGURIDAD EN LAS EMPRESAS. NORMATIVA VIGENTE SOBRE SEGURIDAD E HIGIENE EN EL SECTOR DE MANTENIMIENTO Y MONTAJE DE INSTALACIONES. NORMAS SOBRE LIMPIEZA Y ORDEN EN EL ENTORNO DE TRABAJO Y SOBRE HIGIENE PERSONAL.

Política de seguridad en las empresas.

La política de seguridad en las empresas se basa en que las condiciones bajo las que se trabaja sean seguras, es decir, que el trabajo no suponga para el trabajador una amenaza o una posibilidad significativa de sufrir un daño que pueda incapacitarle, aunque sea parcial y temporalmente.

Se trata, por lo tanto, de un asunto estrictamente laboral. Los trabajadores deben estar suficientemente protegidos para que durante el desempeño de su trabajo, la posibilidad de sufrir un accidente sea mínima.

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Puesto que los trabajadores por cuenta ajena desempeñan las tareas asignadas por el empresario, bajo su dirección y en las condiciones de trabajo impuestas por él, es este, el empresario, quien debe garantizar que tales tareas se lleven a cabo con el menor riesgo de sufrir daño.

En el ámbito de la seguridad laboral, la referencia a las condiciones de trabajo se efectúa con la consideración de que el empresario debe controlar tales condiciones para que no supongan una amenaza para la seguridad y la salud del trabajador.

Las actuaciones en materia de prevención de riesgos laborales deben ser las mismas en cualquiera que sea el nivel y especialidad de quienes realicen una actividad empresarial. Deben tener una formación suficiente y adecuada con el objeto de asumir con garantía la prevención en su ámbito de actuación y responsabilidad.

Previamente, hay que tener en cuenta que se puede actuar para prevenir los riesgos laborales en cuatro ámbitos:

En la concepción y el diseño. Aquí es necesario que los profesionales tengan asumida la filosofía preventiva, junto con los conocimientos preventivos necesarios en su formación académica y de especialización. Se trata de evitar el riesgo, o en todo caso minimizarlo.

Sobre el origen del riesgo, con objeto de eliminar el riesgo o, en su caso, reducirlo todo lo posible.

Sobre el medio ambiente de trabajo o medio de transmisión del riesgo, con objeto de controlar el riesgo.

Sobre la propia persona, con objeto de protegerla mediante equipos de protección individual contra los riesgos existentes, de promover y vigilar su salud y de educarla y formarla adecuadamente. Cabría añadir las instrucciones e información dirigidas individualmente, así como actuaciones de carácter organizativo (cambio de tarea o método, rotación de puestos, etc.)

La seguridad en el trabajo engloba un conjunto de técnicas y procedimientos que tienen por objeto evitar y, en su caso, eliminar o minimizar los riesgos que pueden conducir a la materialización de accidentes durante el desempeño del trabajo (como las lesiones, incluidos los efectos agudos producidos por agentes o productos potencialmente peligrosos). Según el campo de actuación se cuenta con técnicas generales de seguridad, como la organización, la economía, la estadística, la señalización, etc. También con técnicas específicas, como la seguridad química, la seguridad eléctrica, la prevención y la lucha contra incendios, la seguridad de las máquinas, etc. Igualmente, por sectores de actividad, como la seguridad en la construcción, la seguridad minera, la seguridad en la agricultura, la seguridad en el transporte, etc.

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Cuando se habla de seguridad industrial, se amplía el concepto al integrar en los objetivos de prevención y protección a toda persona que pudiera verse afectada por la actividad industrial, tanto en lo que respecta a su integridad física y su salud como a la integridad de sus bienes y al medio ambiente.

La normativa europea obliga al empresario a realizar la prevención de riesgos laborales mediante la adopción de cuantas medidas sean necesarias con el fin de garantizar una protección eficaz de la seguridad y la salud de los trabajadores a su servicio en todos los aspectos relacionado con el trabajo. Las condiciones de trabajo no deben suponer una amenaza para la salud y para la integridad física de los trabajadores.

Normativa vigente sobre seguridad e higiene en el sector de mantenimiento y montaje de instalaciones.

La normativa vigente es:

La Ley 31/1995, de 8 de noviembre, de Prevención de Riesgos Laborales.

Real Decreto 337/2010, de 19 de marzo, por el que se modifican el Real Decreto 39/1997, de 17 de enero, por el que se aprueba el Reglamento de los Servicios de Prevención.

Real Decreto 223/2008, de 15 de febrero, por el que se aprueban el Reglamento sobre condiciones técnicas y garantías de seguridad en líneas eléctricas de alta tensión y sus instrucciones técnicas complementarias ITC-LAT 01 a 09.

R.D. 400/1996, de 1 de marzo, por el que se dictan las disposiciones de aplicación de la Directiva del Parlamento Europeo y del Consejo 94/9/CE, relativa a los aparatos y sistemas de protección para uso en atmósferas potencialmente explosivas.

R.D. 485/1997, de 14 de abril, sobre disposiciones mínimas en materia de señalización de seguridad y salud en el trabajo.

R.D. 486/1997, de 14 de abril, por el que se establecen las disposiciones mínimas de seguridad y salud en los lugares de trabajo.

R.D. 487/1997, de 14 de abril, sobre disposiciones mínimas de seguridad relativas a la manipulación manual de cargas que entrañen riesgos, en particular dorsolumbares, para los trabajadores.

R.D. 664/1997, de 12 de mayo, sobre la protección de los trabajadores contra los riesgos relacionados con la exposición a agentes biológicos durante el trabajo.

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R.D. 665/1997, de 12 de mayo, sobre la protección de los trabajadores contra los riesgos relacionados con la exposición a agentes cancerígenos durante el trabajo.

R.D. 773/1997, de 30 de mayo, sobre disposiciones mínimas de seguridad y salud relativas a la utilización por los trabajadores de equipos de protección individual.

R.D. 1215/1997, de 18 de julio, por el que se establecen disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo. Actualmente vigente y su modificación por el Real Decreto 2177/2004, de 12 de noviembre, por el que se establecen las disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo, en materia de trabajos temporales en altura.

R.D. 614/2001, de 8 de junio, sobre disposiciones mínimas para la protección de la salud y seguridad de los trabajadores frente al riesgo eléctrico.

R.D. 842/2002, de 2 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión.

R.D. 837/2003, de 27 de junio, por el que se aprueba el nuevo texto modificado de la Instrucción Técnica Complementaria MIE-AEM-4 del Reglamento de Aparatos de Elevación y Manutención, referente a grúas móviles autopropulsadas.

Normas sobre limpieza y orden en el entorno de trabajo y sobre higiene personal.

El objetivo de la limpieza y el orden en el trabajo es mantener los lugares de trabajo limpios y ordenados con el fin de conseguir un mejor aprovechamiento del espacio, una mejora en la eficacia y seguridad del trabajo y, en general, un entorno más cómodo y agradable.

Para la recogida selectiva de residuos y desperdicios se habilitarán los contenedores debidamente identificados para tal fin.

Diariamente se procederá a la limpieza general del lugar del trabajo. Cuando el servicio esté externalizado, dicha limpieza se realizará con recursos ajenos, mientras que cuando no lo esté será con los propios recursos, en concreto, con el personal que tenga asignada esta función.

Una vez finalizada la tarea que se está desarrollando, se deberá:

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Comprobar el buen estado del material y notificar cualquier anomalía al responsable inmediato o proceder a su subsanación, si corresponde.

Dejar todos los útiles y equipos de trabajo en su lugar correspondiente.

Dejar la zona limpia de derrames, en especial los equipos, las mesas o los lugares de uso frecuente.

Depositar los desperdicios o residuos en los contenedores habilitados para ello.

Se habilitarán zonas de almacenamiento, bajo un criterio de ubicación ordenada e identificada, para aquellos equipos que no sean necesarios para el desarrollo de la tarea habitual.

Con el fin de gestionar correctamente el procedimiento de limpieza, es imprescindible facilitar la sensibilización, formación, información y participación de todo el personal para mejorar los procedimientos de trabajo, fomentar la creación de nuevos hábitos, implantar con rigor lo establecido y responsabilizar individualmente a directivos y empleado sobre el éxito en conseguir un entorno agradable y seguro en el lugar de trabajo.

Para ello se actuará mediante unas acciones fundamentales, estableciendo una serie de normas que han sido consensuadas con el comité de seguridad y salud:

Cada empleado es responsable de mantener limpia y ordenada su zona de trabajo y los medios de su uso: EPI y ropa de trabajo, armarios de ropas y prendas, sus herramientas, materiales y otros asignados específicamente a su custodia.

Los empleados no pueden considerar su trabajo terminado hasta que las herramientas y medios empleados, resto de equipos y materiales utilizados y los recambios inutilizados estén recogidos y trasladados al almacén o montón de desperdicios dejando el lugar y área limpios y ordenados.

Los derrames de líquido, aceites, grasa y otros productos se limpiarán inmediatamente, una vez eliminada la causa de su vertido.

Los residuos inflamables, como algodones de limpieza, trapos, papeles, restos de madera, envases, contenedores de grasas y aceites y similares, se meterán en recipientes específicos metálicos y tapados.

Las herramientas, medios de trabajo, materiales, suministros y otros equipos nunca obstruirán los pasillos y vías de comunicación dejando aislada alguna zona.

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Todo clavo o ángulo saliente de una tabla o chapa se eliminará inmediatamente bien sea doblándolo, cortándolo o retirándolo del suelo o paso.

Las áreas de trabajo y servicios sanitarios comunes a todos los empleados serán usados de modo que se mantengan en perfecto estado.

Los desperdicios (vidrios rotos, recortes de material, trapos, etc.) se depositarán en los recipientes dispuestos al efecto. No se verterán en los mismos líquidos inflamables, colillas,…

Como líquidos de limpieza o desengrasado se emplearán preferentemente detergentes. En los casos en que sea imprescindible limpiar o desengrasar productos combustibles o inflamables, se tomarán medidas especiales.

Las zonas de paso, o señalizadas como peligrosas, deberán mantenerse libres de obstáculos.

No deben almacenarse materiales de forma que impidan el libre acceso a los extintores de incendios.

Los materiales almacenados en gran cantidad sobre pisos deben disponerse de forma que el peso quede uniformemente repartido.

No se deben colocar materiales y útiles en lugares donde pueda suponer peligro de tropiezos o caídas sobre personas, máquinas o instalaciones.

Las operaciones de limpieza se realizarán en los momentos, en la forma y con los medios más adecuados.

Los responsables de que se sigan las normas son:

Los directores de las unidades funcionales: velarán por el correcto cumplimiento del procedimiento y realizarán revisiones específicas sobre la materia en sus ámbitos de influencia cada tres meses. Además elaborarán un plan anual de acción sobre esta materia.

Los mandos directos son los responsables de transmitir a sus trabajadores las normas de orden y limpieza que deben cumplir y fomentar buenos hábitos de trabajo. También deberán realizar las inspecciones de orden y limpieza de sus áreas correspondientes, como mínimo una vez al mes.

Todo el personal de la empresa deberá mantener limpio y ordenado su entorno de trabajo y cumplir con las normas de orden y limpieza establecidas.

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La higiene personal es el concepto básico del aseo, limpieza y cuidado del cuerpo. Aunque es una parte importante de la vida cotidiana en la casa, la higiene personal también es importante para la salud y la seguridad de los trabajadores en el sitio de trabajo. Los trabajadores que prestan atención a su higiene personal pueden prevenir la propagación de gérmenes y enfermedades, reducir su exposición a productos químicos y contaminantes, y evitar el desarrollo de alergias a la piel, trastornos de la piel y sensibilidad a sustancias químicas.

El primer principio de la buena higiene es evitar la exposición, lo cuál se consigue con el uso de ropa de trabajo y de los equipos de protección individual que crean una barrera sobre la piel. Es importante revisar con frecuencia estos equipos y ropa para detectar contaminación, desgaste, roturas, desgarros o agujeros.

Los trabajadores deben limpiar, descontaminar o reemplazar los equipos de protección con frecuencia para asegurar que no recolecten ni absorban sustancias irritantes. Si el equipo de protección se ensucia demasiado durante el trabajo, el trabajador debe parar y cambiarse a un equipo limpio.

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UNIDAD DIDÁCTICA 2. FACTORES Y SITUACIONES DE RIESGO: RIESGOS MÁS COMUNES EN EL SECTOR DE MANTENIMIENTO Y MONTAJE DE EQUIPOS E INSTALACIONES. MÉTODOS DE PREVENCIÓN. PROTECCIONES EN LAS MÁQUINAS E INSTALACIONES. SISTEMAS DE VENTILACIÓN Y EVACUACIÓN DE RESIDUOS. MEDIDAS DE SEGURIDAD EN PRODUCCIÓN, PREPARACIÓN DE MÁQUINAS Y MANTENIMIENTO.

El trabajador se ve rodeado de una seria de riesgos que, si no se conocen o no están estudiados y evaluados, pueden tener efectos perjudiciales para su salud, debido a un accidente de trabajo, una enfermedad profesional o una enfermedad común derivada de las condiciones de trabajo.

Todos los trabajadores, sin excepción, están en mayor o menor medida expuestos a los riesgos. Por ello, se deben conocer cuáles son los diferentes tipos de riesgos que se pueden encontrar en los lugares de trabajo, para después hacerles frente con la implantación de medidas preventivas, ya que la forma de evitar dichos riesgos es actuando sobre los mismos.

Riesgos más comunes en el sector de mantenimiento y montaje de equipos e instalaciones.

A continuación se detallan los diversos tipos de riesgos en el trabajo.

Físicos. Su origen está en los distintos elementos del entorno de los lugares de trabajo, por ejemplo el calor, el frío, el ruido, etc. Pueden producir daños a los trabajadores.

Químicos. Son aquellos cuyo origen está en la presencia y manipulación de agentes químicos, que pueden producir alergias, asfixias, etc.

Biológicos. Se pueden ocasionar cuando se trabaja con agentes infecciosos.

Mecánicos. Son los que se producen por el uso de máquinas, útiles o herramientas. Las consecuencias pueden ser cortes, quemaduras, etc.

De altura. Se dan cuando las personas trabajan en zonas altas, en galerías o en pozos profundos.

De origen eléctrico. Se producen cuando las personas trabajan con máquinas o aparatos eléctricos.

De incendio. Se producen al trabajar en ambientes con materiales y elementos inflamables.

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Por gas. Se dan cuando las personas trabajan manipulando gases o cerca de fuentes de gas.

De elevación. Aparecen al trabajar con equipos de elevación o transporte.

De carácter psicológico. Es todo aquel que se produce por exceso de trabajo, un clima social negativo, etc. Las consecuencias son depresión, fatiga profesional, etc.

Una vez que se han identificado los riesgos, el paso siguiente es proceder a su evaluación. Evaluar quiere decir estimar en lo posible la gravedad potencial de los riesgos para poder implantar las medidas preventivas más adecuadas. A la hora de evaluar los riesgos se deben tener en cuenta dos factores:

- la probabilidad de que ocurra un hecho: la probabilidad de que un riesgo aparezca es igual al nivel de deficiencias o concentración de agentes dañinos que existan en el entorno de trabajo más el tiempo de exposición de la persona a esas deficiencias.

- la gravedad que puede tener sobre una persona: la gravedad potencial se define como el resultado de la probabilidad de que ocurrencia el daño por la severidad del mismo

Así pues, cuanto mayor sea el grado de concentración de ese factor y mayor sea la exposición, más alta será la probabilidad de que esa persona adquiera una enfermedad profesional o se produzca un accidente.

Las dosis límite y los límites de exposición se deberán establecer para un tipo medio de persona sana, sin descuidar las sensibilidades que cada individuo particular pueda tener. Por tanto, la acción preventiva deberá encaminarse, principalmente, a la reducción de la probabilidad de ocurrencia de los riesgos laborales.

Así, es conveniente conocer qué factores de riesgo existen, las dosis en las que se presentan y qué exposiciones son peligrosas para las personas con el fin de eliminarlos o reducirlos en lo posible.

Métodos de prevención.

Un empleado, para protegerse adecuadamente de los riesgos laborales, lógicamente tiene que conocer esos riesgos, pero también, las medidas preventivas para evitarlos.

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Todos los trabajadores están, en mayor o menor medida, expuestos a los riesgos. La forma de evitarlo es actuando sobre los mismo. Existen muchas medidas preventivas que se pueden tomar. A continuación se detallan las medidas preventivas más importantes para cada uno de los distintos tipos de riesgo que hemos explicado antes.

Físicos.

Hay distintos tipos de riegos. Uno de los más comunes es el ruido, reducir este riesgo sólo puede lograrse mediante medidas preventivas que actúen sobre el foco de emisión sonoro, reduciendo así el nivel que llega al oído. Pero si esto no es posible siempre se puede recurrir a la utilización de equipos de seguridad personal como son los tapones o las orejeras, si se va a estar sometido a altos niveles de ruido durante el trabajo.

Químicos y biológicos.

Para reducir este tipo de riesgos, se puede actuar en tres direcciones. Por un lado, sobre el foco contaminante, sustituyendo productos, cambiando el proceso productivo o encerrando el proceso. Por otro lado, actuando sobre el medio con una limpieza del puesto de trabajo y con ventilación por dilución. Y por último, actuando sobre el trabajador, dándole formación, rotando los puestos de trabajo, aislando al empleado de la exposición y usando equipos de protección adecuados.

Mecánicos.

Se previenen teniendo en cuenta la seguridad del producto, por lo que el equipo ha de estar con la etiqueta de CE y cumplir unos requisitos que garanticen seguridad. Hay que seguir las instrucciones del fabricante en cuanto a su instalación y mantenimiento con personal especializado. Por último, se deben seguir las instrucciones del manual de utilización.

De altura.

Suelen generarse a la hora de trabajar con escaleras o andamios.

Las medias preventivas a tomar cuando se trabaja con escaleras son:

- No poner las escaleras en zonas de paso.- Apoyar éstas sobre superficies sólidas. - Colocar materiales antideslizantes.

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- No poner la parte superior de la escalera sobre materiales que puedan ceder o romperse.

- Tener cuidado al subir o al bajar de las escaleras, mirando a cada paso.

En el caso de los andamios, hay que comprobar su seguridad, mantenerlos limpios y no sobrecargarlos.

De origen eléctrico.

Entre las medidas preventivas que se deben tomar destacan varias. Por un lado, hay que asegurarse de que los equipos e instalaciones con los que se trabaja están en buen estado. En caso de anomalía (por ejemplo, cables pelados, humo o chispas) hay que llamar a un electricista. Por otro lado, el respeto a las normas de uso de los aparatos eléctricos y el uso de aislantes que protejan el cuerpo, como por ejemplo guantes. Por último, hay que mencionar que se debe trabajar sobre un suelo seco y no mojado: así se reducen este tipo de riesgos.

De incendio.

Las normas de prevención de un incendio indican una serie de preceptos básicos que se deben tener en cuenta:

Sustituir los productos combustibles por otros menos combustibles.

Ventilar los locales para evitar la concentración de vapores.

Mantener los combustibles en lugares frescos y lejos de los focos de calor, recubriendo, también, cualquier tipo de combustible.

Señalar almacenes, envases, que adviertan sobre el riesgo de incendio.

Es muy importante que la empresa tenga un plan de emergencia y de evacuación, en el que se prevean una serie de vías de evacuación suficientes y adecuadas que permitan realizar una evacuación del personal en el menor tiempo posible.

No hay que olvidarse de que cualquier lugar de trabajo debe disponer de los medios de protección de incendios adecuados al tipo de fuego que pueda surgir: extintores, sistemas de detección de alarma, etc.

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Por gas.

Los riesgos más habituales son fuga de gas, por la formación de mezclas inflamables gas-aire y por la generación de puntos de ignición con posible presencia de gas.

Las medidas de seguridad a la hora de realizar trabajos de esta índole a tener en cuenta son las siguientes:

Siempre que sea posible se debe delimitar físicamente un área de seguridad alrededor de la zona de trabajo, durante la ejecución de las operaciones con riesgo de incendio o escape de gas.

Está prohibido acercarse con una llama, producir chispas o fumar en las cercanías de un lugar de trabajo donde pudiera encontrarse normal o accidentalmente presencia de gas en la atmósfera.

No buscar fugas de gas con una llama; para esta operación se debe usar agua jabonosa u otro detector apropiado.

Sobre tuberías o recipientes cerrados susceptibles de contener una mezcla explosiva de gas-aire, no se debe realizar trabajos de soldadura que impliquen una posible fuente de ignición, si no se han efectuado las debidas comprobaciones previas.

Cuando se precise alumbrado en una zona en que se presuma una posible fuga de gas, emplear una linterna de seguridad aumentada o intrínseca.

En caso de precisarse de un equipo de protección respiratoria utilizar máscaras con toma de aire fresco o equipos de aire embotellado; en ningún caso se emplear máscaras filtrantes para trabajos con gas.

En los trabajos en red, en los que sea posible una fuga de gas, situar cerca los elementos adecuados de extinción de incendios y de protección respiratoria, a punto para su utilización inmediata.

Todo operario que, trabajando inadvertidamente en presencia de gas, muestre síntomas de comienzo de intoxicación o asfixia (zumbido en los oídos, mareos, etc.) debe interrumpir su trabajo y trasladarse al aire libre.

Para trabajos sobre tuberías de gas, se debe conocer y cumplir las normas y directrices específicas establecidas para operaciones de explotación y mantenimiento de la red.

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No debe ser realizado por una sola persona trabajo alguno que implique riesgo, sobre una canalización en carga. Un empleado debe permanecer siempre fuera del lugar de trabajo vigilando atentamente el desarrollo del mismo.

Cuando sea preciso cortar por completo una tubería de acero, o bien separar dos bridas de la misma, se debe realizar previamente un puente eléctrico que una los dos tramos de tuberías para evitar la posible producción de chispas.

No se debe realizar trabajos con riesgo de incendio, explosión, etc. sobre una tubería aislada completamente (discos o bridas ciegas), salvo comprobación previa de su perfecto purgado.

Tras la prueba de estanqueidad, el purgado de una tubería nueva o reparada se debe realizar evitando la posible formación de mezcla explosiva; para ello se debe efectuar el barrido con gas a velocidad adecuada, o bien, cuando las condiciones de la tubería lo requieran, se debe emplear un colchón de gas inerte o un pistón de purga.

Por elevación.

Lo recomendable, para evitar este riesgo, es utilizar los equipos adecuados, respetar la capacidad de la carga, circular lentamente y respetando las normas y limitar la velocidad. Además de realizar labores de mantenimiento acordes a las indicaciones del fabricante y de formar al personal sobre el manejo de las máquinas.

De carácter psicológico.

Existen muchos tipos de riesgos de esta naturaleza. Entre ellos destaca el estrés, derivado de un ritmo de trabajo elevado. Para prevenir este riesgo, se recomienda, si no fuera posible cambiar de tarea o de horario de trabajo, unos ejercicios que consisten en la realización de ligeros movimientos para relajar la musculatura del cuello, la espalda y los brazos. Lo ideal es realizar pausas cortas de unos 10 minutos cada hora y media en el trabajo.

Además de estas medidas, existen otras de carácter general que también se suelen aplicar. Todas estas medidas son el resultado de la implantación de una cultura preventiva en las empresas. Algunas de estas medidas son:

Comprobar que las máquinas tienen una buena puesta a tierra.

Asegurarse, antes de manipular un cuadro eléctrico, de cortar tensión.

Utilizar la herramienta adecuada en todo momento.

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Usar guantes de protección en caso de necesidad.

Si se usan fosos de trabajo, deben tener buena ventilación e iluminación.

Limpiar los restos de aceites antes de comenzar a reparar una máquina.

Llevar calzado antideslizante.

En caso de soldadura, usar la ropa de trabajo adecuada: guantes, máscara de soldar, ropa ignifuga, etc.

En caso de soldadura, evaluar si existen productos inflamables.

Utilizar escaleras de mano según las instrucciones del fabricante.

También son importantes las actitudes preventivas que los propios trabajadores pueden tomar, entre las que destacan las siguientes:

No subestimar ni ignorar la probabilidad de que ocurra un accidente, ni siquiera cuando existan pocos riesgos.

Nunca se debe asumir un riesgo, aunque sea leve, para lograr beneficios en el trabajo. Por ejemplo, no usar un equipo de protección para tardar menos tiempo en realizar un trabajo o por comodidad.

Se debe evitar el exceso de confianza y jamás se debe permitir que nadie se ponga a prueba por afán de notoriedad, por frustración, etc.

No debe primar la seguridad individual sobre la colectiva.

Intentar eliminar los riesgos. Si ello no es posible, habrá que tratar de reducirlos al máximo con unas medidas de protección adecuadas.

Si se impone una conducta preventiva, se invierte en la salud de los trabajadores, además de mejorarse las condiciones de trabajo. Con ello, todos ganan. Por un lado, la empresa mejorará su producción, aumentando así sus beneficios. Y por otro lado, los empleados mejorarán sus condiciones de trabajo, su productividad y, en definitiva, su salud.

Al final de todo el proceso será necesario realizar un proceso de formación y gestión en la prevención de riesgos laborales.

Debido al carácter preventivo que debe tener la formación de los trabajadores, la Ley de Prevención de Riesgos Laborales (LPRL) recoge, en su artículo 19, la obligación que tiene el empresario de garantizar que cada uno de los trabajadores reciba una formación teórica y práctica suficiente y adecuada en materia de prevención de riesgos y de seguridad laboral.

Protección en las máquinas e instalaciones.

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En las máquinas e instalaciones se deben realizar las siguientes comprobaciones:

En máquinas eléctricas, asegurarse de que disponen de magnetotérmicos y diferenciales.

Comprobar que en las partes mecánicas están correctamente ajustadas todas las sujeciones.

Comprobar que en partes de máquinas movibles existan tuercas autoblocantes.

Comprobar que existe una pantalla protectora en las partes de la máquina que lo requieran.

Colocar chapas o protecciones metálicas para partes de peligro de corte o desprendimiento de partículas.

Señalizar y delimitar la zona de trabajo. Evitar que personas ajenas a las instalaciones o a la máquina tengan un accidente.

Tener a mano los Equipos de Protección Individual (EPI) que requiera cada parte de la instalación o de la maquinaria.

Tener bien acondicionada la instalación para evacuación de gases no deseados.

Sistemas de ventilación y evacuación de residuos.

Sistemas de ventilación.

La calidad del aire interior dependerá de la carga de polución tanto química como industrial. Los métodos más usuales de control de la calidad del aire interior se reducen básicamente a dos: actuación sobre las fuentes contaminantes y control de la ventilación.

Actuación sobre las fuentes contaminantes.

Entre las acciones más adecuadas de actuación sobre las fuentes contaminantes destaca la eliminación o reducción de la fuente contaminante de las siguientes maneras:

Trasladar las fuentes a áreas menos ocupadas y con mayor renovación de aire.

Evitar en lo posible zonas de alta ocupación.

Evitar la humedad debida a condensaciones de agua, reduciendo la humedad ambiental o aislando convenientemente las superficies frías de los sistemas de refrigeración.

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Evitar la acumulación de suciedad y desechos en lugares menos accesibles que a su vez actuarían de foco de emisión.

Control de la ventilación.

El control de la ventilación es uno de los métodos más habituales para disminuir hasta niveles aceptables la contaminación interior tanto de origen químico como sensorial. Las principales actuaciones en este campo consisten en aislar o eliminar los contaminantes, controlando las relaciones de presión y diluyendo los contaminantes con aire exterior. Dentro de la primera cabría enumerar los siguientes pasos:

Instalar una extracción localizada específica para cada fuente.

Evitar la recirculación del aire contaminado.

Situar a los ocupantes del edificio cerca de las entradas de aire y las fuentes contaminantes cerca de los registros de extracción.

Usar técnica adecuadas para mantener diferencias de presión y eliminar los caminos de propagación de los contaminantes.

Mantener cerradas las puertas de recintos de almacenaje de material auxiliar.

Con respecto a la dilución, ésta se puede conseguir no solo aumentando el volumen de aire exterior, sino también disminuyendo la recirculación del aire interior. Dado que la calidad del aire no es la misma en todas las zonas de la instalación, lo que realmente cuenta es la calidad de la zona de respiración. Esta falta de homogeneidad produce un gran impacto en las necesidades de ventilación.

Evacuación de residuos.

Los residuos que se producen son muy variados, para lo que se deben habilitar los contenedores, debidamente identificados, para la recogida selectiva de residuos y desperdicios.

Cuando no se gestionan adecuadamente los residuos, éstos pueden ser una fuente de afecciones y de problemas de mayor a menor gravedad como son la contaminación del agua y del suelo, del aire y un impacto visual.

A la hora de gestionar y evacuar los residuos se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:

- Contar con las autorizaciones administrativas para la producción de residuos, en el caso que ésta fuese necesaria.

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- Disponer de recipientes adecuados para los residuos, que se deberán identificar adecuadamente.

- Almacenar, separar e identificar los residuos, evitando mezclas de residuos, especialmente las que comporten un aumento de la peligrosidad.

- Reciclar y valorizar los residuos que puedan ser destinados a estos fines.

- Mantener un registro de los residuos peligrosos producidos y de su destino.

- Elaborar un plan de minimización de residuos para los residuos peligrosos.

- Informar a la Administración sobre los incidentes medioambientales relacionados con residuos peligrosos como pueden ser pérdidas, derrames.

Medidas de seguridad en la producción y la preparación de las máquinas y mantenimiento.

Si durante la producción aparecieran puntos de acumulación de polvo se debe investigar y evaluar las causas de este fenómeno, además de llevar a cabo las acciones correctivas necesarias. Estas acciones correctivas son:

Las instalaciones deben ser limpiadas con regularidad.

Todos los empleados deben mantener sus áreas de trabajo limpias y ordenadas.

Las herramientas manuales deben recogerse y colocarse en su sitio.

Las bandejas de carga de productos empaquetados deben apilarse minuciosa y ordenadamente.

El material perdido debe colocarse en recipientes designados y rotulados para que sean correctamente eliminados.

Para la preparación de la maquinaria y para realizar adecuadamente su mantenimiento, es fundamental corregir las pequeñas dificultades que pudieran surgir según van apareciendo, es decir, llevar a cabo un mantenimiento preventivo, que reduce la necesidad de grandes reparaciones. Para detectar dichas dificultades es necesario escuchar a los operadores, que normalmente se dan cuenta, antes que la dirección, que una máquina hace “un ruido raro” o de otras irregularidades en su rendimiento. Por lo que no se debe reprender a aquellos empleados que intenten comunicar un fallo producido fuera de su área de trabajo.

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Hay que mantener la maquinaria en su estado de máxima productividad. Para eso es necesario seguir las recomendaciones del manual correspondiente, conservarla limpia y reparar o sustituir las partes desgastadas o faltantes inmediatamente. Agilizar el calendario de reparaciones, sin posponer las que sean necesarias, previene problemas que después resultará mucho más caro corregir.

A medida que se desgastan, algunas partes de la maquinaria se vuelven peligrosas, como las cadenas gastadas, etc. El personal es valioso y las heridas son costosas desde el punto de vista del tiempo perdido, por no hablar del impacto negativo que producen en el ánimo de los empleados.

UNIDAD DIDÁCTICA 3. MEDIOS, EQUIPOS Y TÉCNICAS DE SEGURIDAD: ROPAS Y EQUIPOS DE PROTECCIÓN PERSONAL. SEÑALES Y ALARMAS. EQUIPOS CONTA INCENDIOS. TÉCNICAS PARA LA MOVILIZACIÓN Y EL TRASLADO DE OBJETOS.

Medios, equipos y técnicas de seguridad.

Medios.

Los medios en las empresas para mantener la seguridad deben ser todos los posibles y necesarios. El empresario es el responsable de esta seguridad, por lo que debe velar porque se cumplan las normas. Asimismo, se deben usar los equipos exclusivamente necesarios para cada puesto de trabajo. En la siguiente tabla se detallan las funciones que deben desempeñar los trabajadores, los empleadores y las aseguradoras de riesgos del trabajo en materia de seguridad laboral.

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Técnicas activas.

Las técnicas activas son aquellas que planifican la prevención antes de que se produzca el accidente. Para ello se identifican, en principio, los peligros existentes en los puestos de trabajo y, posteriormente, se evalúan los riesgos, que intentan controlarse mediante ajustes técnicos y organizativos.

Entre estas técnicas se encuentran la evaluación de riesgos y las inspecciones de seguridad.

Evaluación de riesgos.

La evaluación de riesgos es un proceso mediante el cual se obtiene la información necesaria para que la organización esté en condiciones de tomar una decisión apropiada sobre la oportunidad de adoptar acciones preventivas y, en tal caso, sobre el tipo de acciones que deben adoptarse.

Esta evaluación se realizará llevando a cabo, en primer lugar, un análisis cualitativo de riesgos, encaminado a identificar y descubrir los riesgos existentes

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en un determinado trabajo y, posteriormente, un análisis cuantitativo cuyo objetivo final es asignar un valor a la peligrosidad de estos riesgos de forma que se puedan comparar y ordenar entre sí por su importancia.

Inspección de seguridad.

La inspección de seguridad es básicamente un análisis que se realiza observando, directamente y de forma ordenada, las instalaciones y procesos productivos, para evaluar los riesgos de accidentes presentes.

Técnicas reactivas.

Las técnicas reactivas son aquellas técnicas que actúan una vez que se ha producido el accidente. Intentarán determinar sus causas para, posteriormente, proponer e implantar unas medidas de control. Así se evita que se pueda volver a producir éste. Entre ellas destacan la investigación de accidentes y el control estadístico de la accidentalidad.

Investigación de accidentes.

La investigación de accidentes tiene como punto de arranque el propio accidente. Se puede definir como la técnica utilizada para el análisis en profundidad de un accidente laboral acaecido, a fin de conocer el desarrollo de los acontecimientos y determinar por qué ha sucedido.Control estadístico de la accidentalidad.

La recopilación detallada de los accidentes es una valiosa fuente de información que es conveniente aprovechar al máximo. Para eso es importante que una serie de datos referentes a ellos mismos y a su entorno queden registrados para su posterior análisis estadístico, que servirá para conocer la accidentalidad y sus circunstancias comparativamente entre secciones, empresas o sectores productivos.

Ropas y Equipos de Protección Individual (EPI).

El R.D. 773/1997, de 30 de mayo, sobre disposiciones mínimas de seguridad y salud relativas a la utilización por los trabajadores de equipos de protección individual, y el R.D. 1407/1992 de 20 de noviembre, por el que se regulan las condiciones para la comercialización y libre circulación intracomunitaria de los equipos de protección individual, definen EPI como cualquier dispositivo o medio que vaya a llevar o del que vaya a disponer una persona, con el objeto de que la proteja contra uno o varios riesgos que puedan amenazar su salud y su seguridad.

Se trata por tanto de equipos individuales, a que solo son usado por la persona que realiza el trabajo, quien únicamente se aprovecha de la protección que proporcionan los mismos: guantes, gafas, casco, etc.

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Se deberá tener muy en cuenta el hecho de que hay que considerar los EPI como la última barrera entre la persona y el riesgo a que esta está expuesta en su trabajo diario.

Los EPI deberán utilizarse cuando existan riesgos para la seguridad o salud de los trabajadores que no hayan podido evitarse o limitarse suficientemente por medios técnicos de protección colectiva o mediante medidas, métodos o procedimientos de organización del trabajo.

Los EPI proporcionarán una protección eficaz frente a los riesgos que motivan su uso, sin suponer por sí mismos u ocasionar riesgos adicionales ni molestias innecesarias. A tal fin deberán:

Responder a las condiciones existentes en el lugar de trabajo.

Tener en cuenta las condiciones anatómicas y fisiológicas y el estado de salud del trabajador.

Adecuarse al portador, tras los ajustes necesarios.

En caso de riesgos múltiples que exijan la utilización simultánea de varios EPI estos deberán ser compatible entre sí y mantener su eficacia en relación con el riesgo o riesgos correspondientes.

Para que los EPI puedan ser comercializados y, por tanto, utilizados en las empresas, se les exige la marca de conformidad. Debe estar constituida por el símbolo CE.

Dos diferentes tipos de EPI existentes son:

Cascos de protección.

Las exigencias de comportamiento son (según la UNE-EN 397):

o Absorción de impactos.

o Resistencia a la perforación.

o Resistencia a la llama.

o Puntos de anclaje del barboquejo.

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Protección de pies y piernas (el calzado).

Dentro de la norma UNE-EN 344, se diferencian tres tipos de calzados:

o Calzados de seguridad para uso profesional. Equipados con topes diseñados para ofrecer protección frente al impacto, cuando se ensaya con un nivel de energía de 200J (julios) (UNE-EN 345).

o Calzado de protección para uso profesional. Equipados con topes ensayados con un nivel de energía de 100J (julios) (UNE-EN 346).

o Calzado de trabajo para uso profesional sin tope de seguridad (UNE-EN 347).

El calzado completo presenta las siguientes características:

o Protege los dedos.

o Es resistente a la perforación.

o Es resistente a la electricidad.

o Es resistente a ambientes agresivos.

o Absorbe la energía en la zona del talón.

o Es estanco.

Protección ocular (gafas de protección).

La norma UNE-EN 166, establece los requisitos que deben cumplir los protectores básicos, desde el punto de vista óptico:

o Potencia esférica, astigmática y prismática.

o Factor de transmisión.

o Difusión de la luz.

Protección de las manos (guantes).

La norma UNE-EN 420 establece los requisitos generales que deben cumplir los guantes:

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o Principios de diseño.

o Construcción del guante.

o Guantes de alta visibilidad.

o Inocuidad: pH, contenido en cromo, limpieza.

Ropa de protección.

Se entiende por ropa de protección la que sustituye o cubre la ropa personal. Está diseñada para proporcionar protección contra uno o varios peligros.

Ropa de señalización de alta visibilidad.

Es la ropa destinada a ser percibida visualmente sin ambigüedad en cualquier circunstancia. Sus características se recogen en la norma UNE-EN 471.

Señales y alarmas.

Las señales pueden ser de tipo panel indicativo, es decir, son visuales, mientras que las alarmas son de tipo acústico. Lo principal es diferenciar entre señal y alarma, la señal es un acuse informativo mientras que la alarma es un acuse de peligro en la mayoría de los casos.

Equipos contra incendios.

Los incendios se pueden producir en una industria, en el hogar y en una empresa. Por eso hay que estar capacitado y saber cómo actuar para extinguir un incendio. En una industria todos los trabajadores tienen que conocer los sistemas de extinción de incendios.

El control y prevención de incendios es evitar daños a los equipos, al material y a las personas.

Hay muchas situaciones en las que se puede originar un fuego, desde una mala manipulación hasta factores técnicos, instalaciones eléctricas mal acabadas o mal almacenamiento.

Existen incendios de cuatro clases: A, B, C y D.

- CLASE A. Son fuegos que se desarrollan con combustible sólido. Según su magnitud puede intentar extinguirse usando baldes de aguas, manta o mangueras.

- CLASE B. Son fuegos líquidos. Solo es eficaz aquí lanzar agua a presión.

- CLASE C. Son fuegos en materiales, instalaciones o equipos sometidos a la acción eléctrica. En este caso no se puede utilizar el agua como elementos

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de acción contra dicho fuego; ya que el agua es conductora y podría provocarnos esta acción una descarga eléctrica.

- CLASE D. Son fuegos sobre metales combustibles. La acción del cortafuego es tener un efecto contraproducente, pero de vez en cuando la utilización de arena o tierra es efectiva.

Extintores.

Es un equipo que contiene un agente exterior, que puede ser dirigido hacia el fuego por la acción de una presión interna.

Los diferentes tipos de extintores son:

Extintores portátiles de nieve carbónica:

o Carga de 2 kg y eficacia de 34B (B es la clase de fuego, y el 34 es la eficacia, a número mayor, mayor eficacia contra ese fuego).

o Carga de 5 kg y eficacia de 70B.

Extintores portátiles de polvo polivalente ABC:

o Carga de 6 kg y eficacia 27A/183BC.

o Carga de 9 kg y eficacia 34A/144BC.

Extintores carro de polvo polivalente ABC:

o Carga de 25 kg y eficacia 43A/233BC.

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o Carga de 50 kg y eficacia 89A/610BC.

Bocas de Incendio Equipadas (BIE).

Una BIE es una toma de agua conectada a la red de abastecimiento de agua contra incendios cuya misión es el suministro de agua. Se llama boca de incendio porque todos los elementos que llevan conectados entre sí, lo que permite es una rápida intervención.

Las BIE se encuentran conectadas en los interiores de naves industriales para cubrir la mayor cantidad de superficie.

Las BIE constan de una manguera sintética semirrígida de 25mm de diámetro interior y de 20m de longitud sobre devanadera.

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Hidrantes.

Al igual que una BIE, los hidrantes toman el agua conectadas a la red de agua contra incendios, cuya misión es el suministro de agua a mangueras conectadas a él.

Hidrantes tipo H-100 (conexión DN-100):

Racor con dos conexiones tipo Barcelona de 70mm (UNE-2340).

Válvula de apertura y cierre de cuadradillo de 30x30mm.

Arqueta y tapa de hierro fundido.

Los hidrantes de arquetas llevan un equipo auxiliar, que se encuentra en el interior de un cuarto, que le dan servicio al mismo. Este equipo consta de:

Mangueras de los hidrantes.

- Un tramo de manguera de 15m de longitud y 70mm de diámetro.

- Dos tramos de manguera de 15m de longitud y 45mm de diámetro.

Lanzas.

- Una lanza de triple efecto y 70mm de diámetro.

- Dos lanzas de triple efecto y 45mm de diámetro.

Accesorios.

- Una bifurcación 70-2/45 con válvulas a ambos lados.

- Una reducción de conexión 70/45.

- Una llave para la válvula de apertura y puesta en servicio.

Técnicas para la movilización y el traslado de objetos.

Page 220: Curso Completo

Estas técnicas consisten en:

Evitar la flexión completa de la espalda para recoger objetos pequeños, levantar peso, etc.

Para recoger objetos pequeños, agacharse apoyando una mano en la rodilla.

Colocar el objeto lo más cerca posible del cuerpo, para levantarlo posteriormente.

Mantener los pies separados para tener mayor base de apoyo.

Evitar arrastrar objetos, ya que podemos dañar la zona de la columna.

En caso de empujar un objeto sin más remedio, apoyar la espalda en el objeto y empujar con las piernas. Así sufre menos la espalda.

Sustituir un paquete pesado por dos menos pesado, para repartir más el peso.

Levantar el peso poco a poco, no todo de golpe.

Procurar no alcanzar objetos que estén por encima de la altura de sus hombros.

Utilizar taburetes para ponerse a la misma altura que el objeto.

No girar nunca el tronco si tenemos un peso cogido.

UNIDAD DIDÁCTICA 4. SITUACIONES DE EMERGENCIA: TÉCNICAS DE EVACUACIÓN. EXTINCIÓN DE INCENDIOS. TRASLADO DE ACCIDENTADOS. FACTORES. SISTEMAS DE PREVENCIÓN Y PROTECCIÓN DEL MEDIO AMBIENTE: FACTORES DEL ENTORNO DE TRABAJO.

Situaciones de emergencia: Técnicas de evacuación.

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Una situación de emergencia es aquella en la que una persona está en peligro y en la que se debe actuar con rapidez para evitar daños a esa persona.

La mejor formar de realizar una perfecta evacuación, tanto de accidentados como en caso de emergencia, es sin duda la planificación de estos casos antes de que ocurran.

En caso de evacuación de un edificio, habrá que:

Informar del peligro por medios sonoros, megafonía, etc.

Haber hecho anteriormente un simulacro de evacuación.

Salir de manera ordenada por las salidas de emergencia.

No alterarse ni correr en ningún caso.

Evitar la masificación en las salidas de emergencia.

Poner al corriente a las autoridades correspondientes.

Los tipos de evacuación de un accidentado son:

Levantamiento: son los más rápidos, no requieren de excesivo esfuerzo y son fáciles de aplicar.

Por esfuerzo y con arrastre directo: son especialmente adecuados cuando se actúa en presencia de gran cantidad de humo porque se aprovecha la capa de aire más próxima al suelo, que es la que permanece respirable más tiempo. Son lentos y requieren de gran esfuerzo y entrenamiento.

Por arrastre con silla: son rápidos, bastante confortables para los pacientes pero ineficaces en la evacuación vertical.

Por arrastre con colchón: son seguros y confortables para el paciente pero lentos y complicados pues precisan de vías de evacuación amplias y requieren un gran esfuerzo físico.

En el traslado de los pacientes hemos de tener en cuenta los siguientes factores:

El tipo de enfermo de que se trata.

La amplitud y el trazado de las vías de evacuación y si esta va a ser horizontal o vertical.

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La superficie del lugar de seguridad más próximo a donde han de llevarse los enfermos evacuados.

Extinción de incendios.

El fuego consiste en el proceso de combustión u oxidación que sufre una materia, dando origen a llamas, calor, humo y gases.

El combustible es una sustancia que es capaz de arder, debido a una reacción química con un comburente (La cantidad de oxidante necesario para la combustión). Puede estar en estado líquido, sólido o gaseoso.

Por tanto, para que se produzca un fuego, necesitamos la participación de tres elementos: combustible, comburente y energía de activación o fuente de calor. A estos tres elementos se le llama triángulo del fuego.

Para que un incendio se extienda o se propague, es necesaria la aparición de un cuarto factor conocido como reacción en cadena. Esta se produce cuando la energía desprendida en la reacción provoca efectos térmicos en el ambiente provenientes del incendio. Esto provoca el calentamiento de otros productos reaccionantes, que aportan la energía de activación necesaria, para que este prosiga su curso.

Cuando aparece este cuarto factor, el triángulo se convierte en tetraedro del fuego. La falta de uno de ellos provocaría que el incendio no progresase.

La extinción del fuego consiste en la eliminación de uno o varios de los factores en los que se basa el tetraedro del fuego.

La eliminación del combustible puede hacerse de modo directo o indirecto.

El directo consiste en la retirada de los combustibles o en la interrupción del flujo de estos. Se da en los casos en los que tratemos con combustibles líquidos o gaseosos.

El indirecto consiste en plantear dificultades a la propagación del fuego, ya sea mediante la refrigeración de los combustibles cercanos o interponiendo materiales incombustibles.

La eliminación del comburente se logra cuando recubrimos el combustible. Se impide así su contacto con el aire. Esto impedirá que haya una ventilación en la zona incendiada. Para ello utilizaremos gases inertes o proyectaremos agua pulverizada. Con esto conseguiremos que, al transformarse en vapor, desplace el oxígeno del aire. A esto se le llama sofocación.

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Para eliminar el calor utilizaremos un elemento, como puede ser el agua, que absorberá el calor del combustible incendiado. A esto se le llama enfriamiento.

La interrupción de la reacción en cadena se consigue utilizando los medios que tenemos a nuestro alcance y que están preparados para esto, como puede ser un extintor. Con él proyectaremos el polvo contenido en su interior sobre la llama. De esta manera el producto químico que arrojamos impedirá la reacción con el oxígeno. A esto se le llama inhibición.

En los fuegos de combustibles sólidos es necesario separar y remover las brasas, evitando así la reignición, causada por los rescoldos ocultos en su interior. En los fuegos producidos por gases, es crucial cortar el flujo de gas. Se evita así la creación de nubes de gas que pudieran provocar una explosión. De no ser posible, procuraremos realizar una combustión controlada.

Traslado de accidentados.

Hay que trasladar a los accidentados con mucha precaución, pues podemos causarles más daños de los que ya tienen. Si no tenemos cuidado podemos:

Agravar el estado general. Provocar lesiones vasculares o nerviosas. Convertir una fractura cerrada en abierta, una incompleta en completa. Provocar mayor desviación de la fractura.

El transporte deberá hacerse siempre en camilla. Si no disponemos de camilla, se improvisará. La colocación del herido sobre la camilla se puede hacer usando el método de la cuchara o el del puente.

En el método de la cuchara, tres personas se colocan al lado de la víctima, arrodillan una pierna e introducen sus manos por debajo del cuerpo del accidentado. Lo izan a la vez, mientras la cuarta coloca la camilla por debajo del cuerpo.

En el método del puente, se necesitan cuatro personas. Tres de ellas se colocan de forma que el herido, tendido en el suelo, quede entre las piernas. Uno pasa sus manos por debajo de las pantorrillas y muslos, otro por debajo de la cintura y la región lumbar y el tercero por debajo de los hombros y nuca. A una voz irán los tres a la vez el cuerpo como un todo rígido, mientras la cuarta persona introduce la camilla por debajo del cuerpo y entre las piernas de las personas. A continuación y siempre con movimientos sincronizados, depositan el cuerpo en la camilla. Una camilla se puede improvisar, utilizando palos, barras de hierro y alguna lona o manta.

Factores.

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Con respecto al anterior punto, es necesario además de las técnicas de traslado de accidentados, tener en cuenta una serie de factores:

Entorno donde se encuentra el accidentado.

Situación de salud.

Parte del cuerpo afectada.

Peso.

Edad.

Grado de cooperación del accidentado.

Peligros existentes en el lugar del accidente.

Sistemas de prevención y protección del medio ambiente.

La contaminación es un daño provocado por el hombre que además afecta principalmente a su salud, a su calidad de vida y al funcionamiento natural de los ecosistemas en los cuales vive, crece, se desarrolla, se reproduce y muere.

La prevención ambiental es la práctica de la protección del medio ambiente, en sus niveles individual, organizacional o gubernamental, en beneficio del medio ambiente natural y los seres humanos.

Podemos realizar las siguientes acciones para la protección del medio ambiente:

Reciclar materiales, como botellas, cartones.

Cuidar el agua.

Cuidar la vegetación.

Tomar conciencia de lo importante que es el cuidado del ambiente.

Fomentar entre los que nos rodean acciones que contribuyan a proteger el medio ambiente.

Existen una serie de actitudes que podemos tomar para paliar este problema:

No tirar basura en la calle.

Dejar de utilizar aerosoles, porque dañan la capa de ozono.

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No contaminar las masas de agua con residuos.

No dañar la vegetación.

No desperdiciar el agua.

Plantar árboles.

Entre las medidas que pueden tomar los gobiernos están:

Respetar y cuidar la comunidad de la vida.

Elevar la calidad de la vida humana.

Conservar la vitalidad y la diversidad de la Tierra.

Minimizar la tasa de agotamiento de los recursos no renovables.

Mantenerse dentro de la capacidad de carga de la Tierra.

Modificar las actitudes y prácticas personales.

Permitir que las comunidades se encarguen del cuidado de su propio medio ambiente.

Proporcionar un marco adecuado para la integración del desarrollo y la conservación.

Forjar una alianza mundial.

Factores del entorno de trabajo.

En relación a los factores que han de cuidarse en el entorno de trabajo con respecto a la prevención de los daños al medioambiente que puedan generarse en este ámbito, hemos de tener en cuenta en primer lugar, una serie de deberes que han de ejercer los empleadores en este sentido:

Los empleadores deberían aplicar las medidas de seguridad y de salud adoptadas para prevenir las situaciones de peligro y los riesgos que entrañan para la seguridad y la salud los factores ambientales peligrosos en el trabajo, incluidos las normas, directrices y repertorios apropiados, formulados, aprobados o reconocidos por la autoridad competente.

Los empleadores deberían organizar el trabajo y proveer y asegurar el mantenimiento de los lugares de trabajo, instalaciones, equipos,

Page 226: Curso Completo

herramientas y maquinarias de manera que eliminen o permitan controlar los factores ambientales peligrosos en el trabajo, de conformidad con las leyes y reglamentos nacionales.

Los empleadores deberían consignar por escrito sus respectivos programas y disposiciones que hayan adoptado como parte de sus políticas y disposiciones generales en la esfera de la seguridad y la salud en el trabajo, así como las distintas responsabilidades que les incumben en virtud de tales disposiciones. Dicha información debería comunicarse de manera clara a sus trabajadores.

Por otro lado, los trabajadores, con arreglo a la capacitación que posean y a las instrucciones y los medios recibidos de sus empleadores, los trabajadores deberían:

Cumplir las medidas prescritas en materia de seguridad y de salud.

Tomar todas las medidas razonables para eliminar o controlar para ellos mismos y para los demás las situaciones de peligro o los riesgos que entrañan los factores ambientales peligrosos en el trabajo, incluidos la utilización y cuidado correctos del equipo y la ropa de protección personal y las instalaciones puestas a su disposición con tal objeto.

Informar sin demora a su superior jerárquico inmediato de toda situación que, a su juicio, pueda entrañar una situación de peligro o un riesgo para su propia seguridad y salud o la de los demás debido a factores ambientales peligrosos en el trabajo, y a la que no puedan hacer frente adecuadamente por sí solos.

Cooperar, con el empleador y con otros trabajadores, en el cumplimiento de las obligaciones y responsabilidades que incumbe

Así, en conclusión, los empleadores, en consulta con los trabajadores y/o sus representantes, deberían:

Evaluar las situaciones de peligro y los riesgos que entrañan los factores ambientales peligrosos en el trabajo para la seguridad y salud de los trabajadores, solicitando y haciendo uso efectivo de la información facilitada por el proveedor del equipo o de las sustancias químicas y por otras fuentes que sean razonablemente accesibles.

Adoptar todas las medidas prácticas posibles que permitan reducir la exposición a factores ambientales peligrosos y que aseguren en todos los casos que no se sobrepasen los límites de exposición prescritos por la autoridad competente.

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Dar la debida consideración a las situaciones de peligro o riesgos particulares relacionados con los factores ambientales peligrosos con efectos teratógenos, mutágenos, y/o disruptivos en funciones reproductivas o endocrinas.

UNIDAD DIDÁCTICA 5. FACTORES SOBRE EL MEDIO AMBIENTE. PROCEDIMIENTOS DE TRATAMEINTO Y CONTROL DE EFLUENTES DEL PROCESO. NORMAS DE EVALUACIÓN ANTE SITUACIONES DE RIESGOS AMBIENTALES.

Factores sobre el medio ambiente.

En continuación con los contenidos con que finalizamos la unidad didáctica anterior, señalamos a continuación los factores de respeto al medio ambiente que se han de tener en cuenta en los procesos productivos.

Los factores relacionados con el emplazamiento son:

Ubicación de la instalación. Uso actual. Usos pasados y futuros. Existencia de pavimentos. Existencia de redes de drenaje. Pendiente del terreno.

Los factores que tienen que ver con el proceso industrial son:

Materias primas empleadas. Proceso productivo. Emisiones de residuos. Vertidos generados.

Los que están en relación con las instalaciones auxiliares son:

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Pozos. Transformadores. Calderas. Compresores. Lavadero de vehículos. Taller mecánico. Hornos. Cabina de pintura.

Los factores unidos a las características del almacenamiento son:

Sustancia almacenada. Tipos de recipientes. Cantidades almacenadas. Medidas de contención de vertidos.

Los factores relacionados con el entorno son:

Características físicas y meteorológicas. Vulnerabilidad a la contaminación. Figuras de protección. Factores del medio que puedan suponer un riesgo para la instalación.

Procedimientos de tratamiento y control de efluentes del proceso.

Según la Real Academia Española de la Lengua, un efluente es cualquier líquido que procede de una planta industrial.

El problema de los efluentes industriales está íntimamente relacionado con la contaminación ambiental, ya que constituye una de sus causas. La denominación de efluentes industriales se aplica a un conjunto muy variado de residuos que se obtienen como consecuencia de la actividad industrial. Con el aumento de la población y las necesidades creadas se han ido multiplicando los problemas que ocasionan los residuos generales, que lógicamente van en aumento con aquélla. No solo es el incremento lógico de las aguas cloacales si no también de los residuos industriales.

Las soluciones que pueden aplicarse para resolver el problema de la contaminación ambiental derivados de los efluentes industriales, que son los más perjudiciales, pueden ser:

Modificación de operaciones y procesos en las plantas industriales, compatibles con la producción y calidad de los productos a obtener, con el objeto de disminuir o minimizar los volúmenes de los efluentes o la concentración de materia orgánica en las descargas.

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Tratamiento de los efluentes por métodos físicos, químicos y biológicos, con el fin de reducir la DBO (Demanda Biológica de Oxigeno) de los mismos hasta los límites fijados por las reglamentaciones vigentes.

Aprovechamiento integral o parcial de los efluentes para recuperar productos valiosos, que ofrezcan alguna rentabilidad interesante. Como la primera solución no corresponde por lo general al campo de la Microbiología Industrial, trataremos solamente los aspectos relacionados con las otras dos en relación con los métodos biológicos.

Para tal fin, es conveniente considerar primero los aspectos fundamentales del tema para desarrollar después los métodos de tratamiento, la metodología para determinar la calidad del efluente, los métodos de aprovechamiento, y finalmente la estrategia general para encarar el problema de la contaminación.

Como conclusión de este punto, los principios que se deben seguir en este aspecto son:

La identificación de riesgos ambientales comienza cuando se conocen los peligros que puede tener una instalación. Su objetivo es conocer los daños ambientales que puede provocar una actividad.

Identificación del peligro ambiental.

Planificación y preparación del material necesario para prevenir el peligro. Precisar el objetivo y alcance del trabajo. En esta fase se identifican todos los lugares peligrosos de la instalación.

Inspección y recopilación de informes. Se hace una inspección visual de la instalación para recoger datos como: almacenamiento, instalaciones auxiliares, emplazamiento, etc.

Listado de peligros. El objetivo es tener un listado completo de los peligros ambientales de una instalación. Se analiza toda la información recogida, además de los riesgos naturales, inundaciones, terremotos, etc.

Normas de evaluación ante situaciones de riesgo ambiental.

La norma UNE 150008 EX se emplea como modelo para la identificación, el análisis y la evaluación de riesgos ambientales que pueda tener una instalación, aparte de su tamaño y actividad.

Esta norma se aplica al funcionamiento y mantenimiento de una instalación, tanto en condiciones normales como en accidentes.

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Queda fuera de esta norma el riesgo que pueda tener un producto cuando está ya fuera de la instalación. También quedan fuera de esta norma las siguientes:

Las auditorias de sistema de gestión ambiental. La evaluación del impacto ambiental. La prevención de riesgos laborales. La evaluación de la sostenibilidad de la gestión.

Esta norma se basa en una serie de escenarios de riesgo, a partir de los cuales se puede determinar la probabilidad de accidentes y sus consecuencias.

Otras leyes principales de regulación del riesgo medioambiental son:

LEY 26/2007, de 23 de octubre, de Responsabilidad Medioambiental. Esta ley regula la responsabilidad de los operadores de prevenir, evitar y reparar los daños medioambientales, de conformidad con el artículo 45 de la Constitución y con los principios de prevención.

Real Decreto 2090/2008, de 22 de diciembre, por el que se aprueba el Reglamento de desarrollo parcial de la Ley 26/2007, de 23 de octubre, de Responsabilidad Medioambiental. Este Real Decreto ttiene por objeto desarrollar parcialmente la Ley 26/2007, de 23 de octubre, de Responsabilidad Medioambiental, en lo relativo a su capítulo IV, en particular al método para la evaluación de los escenarios de riesgos y de los costes de reparación asociados a cada uno de ellos a los que se refiere el artículo 24, y a sus anexos I, II y VI.

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