Mantenimiento Industrial...

Mantenimiento Industrial (3/3)Autor: ANTONIO ROS MORENO

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Presentación del curso

El mantenimiento industrial tiene como función la operatividad y los cuidadosnecesarios para que los edificios, instalaciones y equipos funcionen adecuadamente,desempeñando correctamente el servicio para el que fueron diseñados.

Las tareas de mantenimiento se aplican sobre las instalaciones fijas y móviles,sobre equipos y maquinarias, sobre edificios industriales, comerciales o de serviciosespecíficos, sobre las mejoras introducidas al terreno y sobre cualquier otro tipo debien productivo.

En los procesos de mantenimiento industrial aparecen lazos de control formadospor tres elementos: transmisor, regulador y válvula. Actuando conjuntamentegarantizan una operación controlada y eficiente de la planta industrial. Laincorporación de la electrónica digital permite usar transmisores inteligentes,sistemas de control distribuido y avanzado optimizando los procesos de producción.

Con este curso aprenderemos que el mantenimiento industrial busca, conservar elservicio que suministra a cada uno de los equipos, instalaciones y otros elementos,conoceremos también todo lo referente a disposiciones legales y normas llamadasmantenimiento legal.

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1. Ejecución del mantenimiento

Introducción

Las tareas de mantenimiento se aplican sobre las instalaciones fijas y móviles, sobreequipos y maquinarias, sobre edificios industriales, comerciales o de serviciosespecíficos, sobre las mejoras introducidas al terreno y sobre cualquier otro tipo debien productivo.

Alcanza a máquinas, herramientas aparatos e instrumentos, a equipos deproducción, a los edificios y todas sus instalaciones auxiliares como agua potable,desagües, agua para el proceso, agua para incendios, pozos de agua y sistemas debombeo, agua caliente y vapor con sus correspondientes generadores comocalderas, intercambiadores de calor, instalaciones eléctricas monofásica y de fuerzamotriz, pararrayos, balizamiento, instalación de aire comprimido, de combustibles,sistemas de aire acondicionado y de telefonía, equipos, aparatos y muebles deoficina, jardinería y rodados.

Para la ejecución de las actividades de mantenimiento se implementó toda unagama de documentación administrativa y técnica, lo cual incluye:

• Manual de Sistema de Gestión

• Procedimientos Administrativos

• Procedimientos de Trabajo

• Instructivos Técnicos

• Registro Administrativos

• Registros de Mantenimiento

• Registro de Planificación Diaria

• Registros de Análisis de Fallas

Las empresas, como una entidad que busca el Mejoramiento continuo de losdiferentes procesos, requiere un manual de mantenimiento preventivo y correctivopara los equipos que operan en él, ya que este tipo de mantenimiento optimiza elfuncionamiento, protege y alarga la vida útil de dichos equipos (preventivo), de igualforma se debe corregir cualquier tipo de impase que se pueda presentar tales comocambio de válvulas, estado de los cables y estado de las conexiones en el circuitoeléctrico, entre otras (Correctivo).

Con el fin de llevar un control en los equipos es necesario realizar un registro demantenimiento para cada mecanismo y tener en cuenta que el mantenimientopreventivo debe realizarse periódicamente.

Para llevar a cabo el manual de mantenimiento preventivo se deben tener en cuentalas siguientes actividades:

1. Inventario.

2. Realizar cronograma de mantenimiento.

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3. Establecer prioridad del equipo.

4. Coordinar el servicio de mantenimiento preventivo.

5. Establecer contratista.

6. Solicitar la elaboración del contrato.

7. Realizar mantenimiento preventivo.

8. Validar el mantenimiento.

9. Descargar reporte de mantenimiento.

10. Archivar hoja de vida del equipo.

Al igual que el mantenimiento preventivo se deben tener en cuenta actividades parallevar a cabo el mantenimiento correctivo:

1. Inventario.

2. Diagnosticar daño del equipo.

3. Establecer prioridad del equipo.

4. Establecer repuestos.

5. Establecer contratista.

6. Coordinar el servicio de mantenimiento correctivo.

7. Elaboración orden del servicio.

8. Realizar mantenimiento correctivo.

9. Cerrar orden de mantenimiento.

10. Descargar reporte de mantenimiento.

11. Archivar hoja de vida del equipo.

La mayor parte de lo expuesto corresponde a la gestión de mantenimiento (apartado3), pero nos queda por desarrollar los medios documentales que intervienendirectamente en la ejecución de dicho mantenimiento, así como el conocimiento delos equipos y su mantenimiento especifico.

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2. Mantenimiento industrial. Fichas de trabajo

Para ejecutar el programa de mantenimiento se requiere elaborar unas fichas queservirán para controlar, solicitar, reportar, etcétera, las actividades que se van aejecutar. Entre estas fichas, tenemos las siguientes:

1.- Orden de trabajo

Depende del plan estratégico en el que se especifican los cambios, reparaciones,emergencias, etcétera, que serán atendidos por el equipo.

Esta orden será solicitada por el jefe de turno y aprobada por el encargado demantenimiento. Debe tenerse en cuenta que ningún trabajo podrá iniciarse sin larespectiva orden y sin que las condiciones requeridas para dicha labor hayan sidoverificadas personalmente por el encargado. Para esto se debe tener en cuenta lasiguiente jerarquía:

Emergencia.Son aquellos trabajos que atañen a la seguridad de la planta, averíasque significan grandes pérdidas de dinero o que pueden ocasionar grandes daños aotras unidades. Estos trabajos deben iniciarse de forma inmediata y ser ejecutadosde forma continua hasta su completa finalización. Pueden tomar horas extra.

Urgente.Son trabajos en los que debe intervenirse lo antes posible, en el plazo de24 a 48 horas después de solicitada la orden. Este tipo de trabajos sigue elprocedimiento normal de programación. No requiere sobretiempos, salvo que ellosea solicitado explícitamente por la dependencia correspondiente.

Normal.Son trabajos rutinarios cuya iniciación es tres días después de solicitada laorden de trabajo, pero pueden iniciarse antes, siempre que exista la disponibilidadde recursos. Sigue un procedimiento normal de programación.

Permanente.Son trabajos que pueden esperar un buen tiempo, sin dar lugar aconvertirse en críticos. Su límite de iniciación es dos semanas después de habersesolicitado la orden de trabajo. Sigue la programación normal y puede ser atendidoen forma cronológica de acuerdo con lo programado.

En la ficha “Orden de trabajo”, se debe anotar el código del equipo, la sección detrabajo, el número de actividad que se debe realizar, la prioridad (emergencia,urgente, etcétera), la fecha, la mano de obra, los materiales, etcétera.

2.- Solicitud de repuestos y materiales

Para proveer de materiales y repuestos al personal de mantenimiento, se elaborauna ficha denominada “Solicitud de repuestos y materiales”, donde se solicita aalmacén estos insumos.

Esta ficha servirá para llevar un control adecuado de repuestos y materiales. Vaacompañada de la orden de trabajo.

En la ficha de “Solicitud de repuestos y materiales”, se debe anotar el número desolicitud, la fecha, el turno, el código del equipo, la sección y la descripción de losrepuestos o materiales que se pide.

3.- Reporte semanal de mantenimiento

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Sirve para registrar los servicios efectuados durante la semana y llevar un mejorcontrol de los trabajos de prevención y de los costos de los materiales empleados.

En la ficha “Reporte semanal de mantenimiento”, se debe anotar la fecha, el códigodel equipo, el número de orden, el trabajo que se realizó, los materiales y los costos.

4.- Historial del equipo

Después de intervenir cada equipo, se registra en la ficha “Historial del equipo” lafecha, los servicios y reposiciones realizadas, los materiales usados, etcétera. Estaficha también servirá para controlar la operación y calidad y modificar el programade mantenimiento.

La cantidad de estas fichas dependerá del número de equipos con que cuente laplanta industrial.

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3. Mantenimiento industrial. Equipos

Conocimiento de equipos

En esta parte se trata de dar una explicación sencilla, de todos los elementos yprincipios más importantes en que están basados las principales máquinas y/oequipos utilizados en la industria.

La definición más exacta que podemos hacer de una máquina es aquella que laconsidera como un elemento transformador de energía, ya que una máquina,siempre absorbe energía de un tipo y la restituye como energía de otro tipo, o delmismo pero transformada.

En el Cuadro nº 1 se representa una clasificación general de las máquinas, parapoder establecer dentro de ellas la situación y características de las que vamos aestudiar.

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En consecuencia, y dado que el tema es sumamente amplio, el contenido delapartado se limita a suministrar una descripción breve de los principales equiposutilizados en la mayor parte de las industrias.

Bombas

Ventiladores

Compresores

Turbinas

Válvulas

Motores eléctricos

Instrumentación y control

TURBOMÁQUINAS: Clasificación

Las turbomáquinas se diferencian de otras máquinas térmicas en que son defuncionamiento continuo, no alternativo o periódico como el motor de explosión ola bomba de vapor a pistón.

A semejanza de otras máquinas las turbomáquinas son esencialmentetransformadoras de energía, y de movimiento rotativo. Sin embargo, se diferencian,por ejemplo, del motor eléctrico, en que la transformación de energía se realizautilizando un fluido de trabajo.

En las turbomáquinas el fluido de trabajo pude ser un líquido (comúnmente agua,aunque para el caso de las bombas de líquido la variedad de fluidos es muy grande)o un gas o vapor (comúnmente vapor de agua o aire, aunque nuevamente para loscompresores la variedad de gases a comprimir puede ser muy grande). Lasturbomáquinas cuyo fluido de trabajo es un líquido se denominan turbomáquinasHIDRAULICAS; no hay una denominación especial para las demás.

Este fluido de trabajo se utiliza para convertir la energía según una cascada que

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Este fluido de trabajo se utiliza para convertir la energía según una cascada quepuede enunciarse como sigue:

· Energía térmica (calor)

· Energía potencial (presión)

· Energía cinética (velocidad)

· Intercambio de cantidad de movimiento

· Energía mecánica

No todas las turbomáquinas comprenden la cascada completa de energía: algunassólo incluyen algunos escalones. Por otra parte, la cascada no siempre se recorre enla dirección indicada, pudiendo tener lugar en la dirección opuesta. Lasturbomáquinas que recorren la cascada en la dirección indicada se denominanMOTRICES, y las que la recorren en la dirección opuesta se denominan OPERADORAS.

Las turbomáquinas motrices reciben las siguientes denominaciones:

- Si trabajan con líquidos, turbinas hidráulicas

-Si trabajan con gases, turbinas (de vapor, de gases de combustión, etc.)

Las turbomáquinas operadoras se denominan:

- Si trabajan con líquidos, bombas hidráulicas

- Si trabajan con gases, compresores (altas presiones) o ventiladores o sopladores(bajas presiones)

También se diferencian las turbomáquinas según la trayectoria que en general sigueel fluido: si el movimiento es fundamentalmente paralelo al eje de rotación sedenominan turbomáquinas AXIALES. Si es principalmente normal al eje de rotación,turbomáquinas RADIALES (centrífugas o centrípetas según la dirección demovimiento), y si se trata de casos intermedios, turbomáquinas MIXTAS.

Las turbomáquinas pueden recibir el fluido en toda su periferia (máquinas deadmisión plena) o sólo en parte (máquinas de admisión parcial).

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4. Mantenimiento industrial.Bombas

Todos los procesos industriales que sostienen nuestra civilización incluyen latransferencia de líquidos desde un nivel de presión o energía estática a otro y, comoresultado de ello, las bombas se han convertido en una parte esencial de todos losprocesos industriales; es decir, las bombas son una parte integral de todo eldesarrollo moderno, tanto económico como social.

Una bomba es un dispositivo empleado para elevar, transferir o comprimir líquidos ygases, en definitiva son máquinas que realizan un trabajo para mantener un líquidoen movimiento. Consiguiendo así aumentar la presión o energía cinética del fluido.

Se tiene constancia de la existencia de algún tipo de bomba sobre el 300 A.C.,Arquímedes (matemático y físico griego) construyó una de diseño sencillo, aunquepoco eficiente, con un tornillo que gira en una carcasa e impulsa el líquido.

Hay una diversidad de mecanismos de bombeo (bombas), cuya capacidad, diseño yaplicación cubren un amplio rango que va desde pequeñas unidades utilizadas paradosificación de cantidades mínimas, hasta bombas centrifugas que son capaces demanejar grandes volúmenes para surtir de agua a las grandes concentracionesurbanas. Su variedad de diseños cubren desde diferentes principios de operación,hasta bombas especiales para manejo de sustancias tan diversas como el agua,metales fundidos, concreto, etc., gastos diferentes y materiales de construcción.

Debido a la diversidad de bombas ya mencionadas, hay muchas formas de clasificarlas bombas. Por rangos de volúmenes a manejar, por fluidos a mover, etc. Sinembargo, la clasificación más general es en función de la forma en que las bombasimprimen el movimiento al fluido, separándose en dos tipos principales:

• Bombas volumétricas o de desplazamiento positivo, entre las que se encuentranpor ejemplo las alternativas, rotativas y las neumáticas, pudiendo decir a modo desíntesis que son bombas de pistón, cuyo funcionamiento básico consiste en recorrerun cilindro con un vástago.

• Bombas dinámicas o de energía cinética: fundamentalmente consisten en unrodete que gira acoplado a un motor. Entre ellas se sitúan las regenerativas, lasespeciales, las periféricas o de turbinas y una de las más importantes, las centrífugas.

Las del primer grupo operan sobre el principio de desplazamiento positivo, es decir,que bombean una determinada cantidad de fluido (sin tener en cuenta las fugasindependientemente de la altura de bombeo).

El segundo tipo debe su nombre a un elemento rotativo, llamado rodete, quecomunica velocidad al líquido y genera presión. La carcasa exterior, el eje y el motorcompletan la unidad de bombeo.

En todos los tipos de bombas para líquidos deben emplearse medidas para evitar elfenómeno de la cavitación, que es la formación de un vacío que reduce el flujo ydaña la estructura de la bomba.

Clasificación de Bombas:

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La clasificación anterior, nos permite apreciar la gran diversidad de tipos queexisten y si a ello agregamos materiales de construcción, tamaños diferentes paramanejo de gastos y presiones sumamente variables y los diferentes líquidos amanejar, etc., entenderemos la importancia de este tipo de maquinaria.

Dentro de ésta clasificación los tipos de bombas más comúnmente utilizadas sonlas llamadas Centrífugas, Alternativas (reciprocantes) y Rotatorias.

1) BOMBAS VOLUMÉTRICAS O DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

En la bomba volumétrica el desplazamiento del líquido se realiza mediante unproceso, en el que se verifica el desalojo periódico del líquido contenido en unascámaras de trabajo, mediante un dispositivo que las desplaza, que es un órgano detrabajo, (pistón, engranaje, etc.), con unos espacios que comunican,periódicamente, la cavidad de recepción del líquido o cámara de aspiración, con lacavidad de descarga o cámara de impulsión, pudiendo tener una o varias cámaras detrabajo.

El funcionamiento consiste en el paso periódico de determinadas porciones delíquido, desde la cavidad de aspiración, a la de descarga de la bomba, con unaumento de presión; el paso del líquido por la bomba volumétrica, a diferencia delpaso por los álabes de una bomba centrífuga, es siempre más o menos irregular,por lo que en general, el caudal se considerará como el valor medio del caudaltrasegado.

La cavidad de aspiración tiene que estar, siempre, herméticamente aislada de la dedescarga o impulsión; a veces se puede admitir la existencia de pequeñasfiltraciones de líquido a través de las holguras, deslizamiento, aunque enproporciones muy pequeñas frente al suministro de la bomba.

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En general, todas las bombas volumétricas son autoaspirantes, o autocebantes, porlo que si comienzan a funcionar con aire, sin líquido, pueden llegar a crear unararificación tan grande capaz de succionar al líquido por la tubería de aspiración,con la condición de que la altura geométrica de aspiración no sobrepase un ciertovalor, propiedad que se puede perder cuando la hermeticidad o el número derevoluciones son insuficientes.

En las bombas de desplazamiento positivo existe una relación directa entre elmovimiento de los elementos de bombeo y la cantidad de líquido movido.

En el mercado puede encontrarse una amplia diversidad de bombas siendo los tiposbásicos los que relatamos seguidamente, aunque existen muchas variaciones ymodificaciones de estos tipos básicos.

Alternativas:

- De pistón

- De émbolo

- De diafragma

Rotativas:

- Engranajes

- Tornil lo

- Paletas

- Levas

- Especiales

Bombas neumáticas:

- Son bombas de desplazamiento positivo en las que la energía de entrada esneumática, normalmente a partir de aire comprimido.

En todas estas bombas, el líquido se descarga en una serie de pulsos, y no de formacontinua, por lo que hay que tener cuidado para que no aparezcan condiciones deresonancia en los conductos de salida que podrían dañar o destruir la instalación. Enlas bombas alternativas se colocan con frecuencia cámaras de aire en el conducto desalida para reducir la magnitud de estas pulsaciones y hacer que el flujo sea másuniforme. Una de las más importantes en esta clasificación son las alternativas y lasrotativas.

2) BOMBAS DE ENERGÍA CINÉTICA

En este tipo de bombas la energía es comunicada al fluido por un elemento rotativoque imprime al líquido el mismo movimiento de rotación, transformándose luego,parte en energía y parte en presión. El caudal a una determinada velocidad derotación depende de la resistencia al movimiento en la línea de descarga.

La bomba rotodinámica es capaz de satisfacer la mayoría de las necesidades de laingeniería y su uso está muy extendido.

Su campo de utilización abarca desde abastecimientos públicos de agua, drenajes y

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regadíos, hasta transporte de hormigón o pulpas.

Los diversos tipos se pueden agrupar en:

Periféricas o de turbinas.

Centrífugas:

- Radiales

- Diagonales

- Axiales

Especiales.

Las centrífugas son el tipo más corriente de bombas rotodinámicas, y se denominaasí porque la cota de presión que crean es ampliamente atribuible a la accióncentrífuga.

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5. Mantenimiento industrial.Ventiladores

Un ventilador es una máquina de fluido concebida para producir una corriente deaire mediante un rodete con aspas que giran produciendo una diferencia depresiones. Entre sus aplicaciones, destacan las de hacer circular y renovar el aire enun lugar cerrado para proporcionar oxígeno suficiente a los ocupantes y eliminarolores, principalmente en lugares cerrados; así como la de disminuir la resistenciade transmisión de calor por convección. Fue inventado en 1882 por elestadounidense Schuyler S. Wheeler.

Se utiliza para desplazar aire o gas de un lugar a otro, dentro de o entre espacios,para motivos industriales o uso residencial, para ventilación o para aumentar lacirculación de aire en un espacio habitado, básicamente para refrescar. Por estarazón, es un elemento indispensable en climas cálidos.

Un ventilador también es la turbomáquina que absorbe energía mecánica y latransfiere a un gas, proporcionándole un incremento de presión no mayor de 1.000mmH2O aproximadamente, por lo que da lugar a una variación muy pequeña delvolumen específico y suele ser considerada una máquina hidráulica. En laactualidad, en el diseño se tiene en cuenta la compresibilidad para incrementos depresión mucho menores, hasta 0,3 m.c.a., por lo que los ventiladores, hasta dichoincremento de presión, se pueden diseñar y considerar como una turbomáquinahidráulica.

En energía, los ventiladores se usan principalmente para producir flujo de gases deun punto a otro; es posible que la conducción del propio gas sea lo esencial, perotambién en muchos casos, el gas actúa sólo como medio de transporte de calor,humedad, etc.; o de material sólido, como cenizas, polvos, etc.

Entre los ventiladores y compresores existen diferencias. El objeto fundamental delos primeros es mover un flujo de gas, a menudo en grandes cantidades, pero abajas presiones; mientras que los segundos están diseñados principalmente paraproducir grandes presiones y flujos de gas relativamente pequeños. En el caso delos ventiladores, el aumento de presión es generalmente tan insignificantecomparado con la presión absoluta del gas, que la densidad de éste puedeconsiderarse inalterada durante el proceso de la operación; de este modo, el gas seconsidera incompresible como si fuera un líquido. Por consiguiente en principio nohay diferencia entre la forma de operación de un ventilador y de una bomba deconstrucción similar, lo que significa que matemáticamente se pueden tratar enforma análoga.

Por lo común la denominación de ventilador se utiliza cuando la presión se elevahasta unas 2 psig; entre esta presión y unas 10 psig, la máquina recibe del nombrede soplador. Para presiones de descarga más altas, el término que se usa es el decompresor.

También de forma secundaria, se utiliza el ventilador para asistir a intercambiadoresde calor como un disipador o a un radiador con la finalidad de aumentar latransferencia de calor entre un sólido y el aire o entre los fluidos que interactúan.Una clara aplicación de esto se ve reflejada en evaporadores y condensadores ensistemas de refrigeración en que el ventilador ayuda a transferir el calor latenteentre el refrigerante y el aire, y viceversa. Asimismo, equipos de acondicionamientode aire como la Unidad manejadora de aire (UMA), ocupan un ventilador centrífugo

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de baja presión estática para circular el aire por una red de ductos al interior de unaedificación o instalación industrial.

Suele haber circulación de aire o ventilación a través de los huecos en las paredes deun edificio, en especial a través de puertas y ventanas. Pero esta ventilación natural,quizá aceptable en viviendas, no es suficiente en edificios públicos, como oficinas,teatros o fábricas. Los dispositivos de ventilación más sencillos utilizados en lugaresdonde se necesita mucha ventilación son ventiladores instalados para extraer el aireviciado del edificio y favorecer la entrada de aire fresco. Los sistemas de ventilaciónpueden combinarse con calentadores, filtros, controladores de humedad ydispositivos de refrigeración.

En definitiva, el ventilador es una bomba rotodinámica de gas que sirve paratransportar gases, absorbiendo energía mecánica en el eje y devolviéndola al gas; sedistingue del turbocompresor en que las variaciones de presión en el interior delventilador son tan pequeñas, que el gas se puede considerar prácticamenteincompresible.

Los ventiladores que se emplean comúnmente se pueden dividir en tres tiposgenerales, de hélice, axiales y centrífugos. Los ventiladores se pueden disponer convariedad de posiciones de descarga y con rotación del impulsor, ya sea en el sentidode las agujas del reloj o viceversa. Salvo raras excepciones, se pueden proporcionarpara acoplamiento directo o para bandas V.

Capítulo 6

Mantenimiento industrial. Compresores

Los compresores son máquinas que tienen por finalidad aportar una energía a losfluidos compresibles (gases y vapores) sobre los que operan, para hacerlos fluiraumentando al mismo tiempo su presión.

En esta última característica precisamente, se distinguen de las soplantes yventiladores que manejan grandes cantidades de fluidos compresibles (aire porejemplo) sin modificar sensiblemente su presión, con funciones similares a lasbombas de fluidos incompresibles.

Un compresor admite gas o vapor a una presión p1 dada, descargándolo a unapresión p2 superior. La energía necesaria para efectuar este trabajo la proporcionaun motor eléctrico o una turbina de vapor.

Los compresores se emplean para aumentar la presión de una gran variedad degases y vapores para un gran número de aplicaciones. Un caso común es elcompresor de aire, que suministra aire a elevada presión para transporte, pintura apistola, inflamiento de neumáticos, limpieza, herramientas neumáticas yperforadoras. Otro es el compresor de refrigeración, empleado para comprimir elgas del vaporizador. Otras aplicaciones abarcan procesos químicos, conducción degases, turbinas de gas y construcción.

Los elementos principales de esta estructura son: motor, cuerpo, tapas, enfriador yárboles. El cuerpo y las tapas del compresor se enfrían por el agua. Los elementosconstructivos tienen ciertas particularidades. Para disminuir las pérdidas de energíade la fricción mecánica de los extremos de las placas contra el cuerpo en este secolocan dos anillos de descarga que giran libremente en el cuerpo. A la superficieexterior de estos se envía lubricación. Al girar el motor los extremos de las placasse apoyan en el anillo de descarga y se deslizan parcialmente por la superficie

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interior de estos; los anillos de descarga giran simultáneamente en el cuerpo.

Al fin de disminuir las fuerzas de fricción en las ranuras las placas se colocan noradicalmente sino desviándolas hacia adelante en dirección de la rotación. El ángulode desviación constituye 7 a 10 grados. En este caso la dirección de la fuerza queactúa sobre las placas por lado del cuerpo y los anillos de descarga se aproxima a ladirección de desplazamiento de la placa en la ranura y la fuerza de friccióndisminuye.

Para disminuir las fugas de gas a través de los huelgos axiales, en el buje del motorse colocan anillos de empacaduras apretados con resortes contra las superficies delas tapas.

Por el lado de salida del árbol a través de la tapa, se ha colocado una junta deprensaestopas con dispositivos tensor de resortes.

Según las exigencias referentes a la presión de trabajo y al caudal de suministro, sepueden emplear diversos tipos de construcción.

Al clasificarse según el indicio constructivo los compresores volumétricos sesubdividen en los de émbolo y de motor y los de paletas en centrífugos y axiales. Esposible la división de los compresores en grupos de acuerdo con el género de gasque se desplaza, del tipo de transmisión y de la destinación del compresor. Estos aligual que las bombas mencionadas anteriormente pueden clasificarse en dos grupos:

Compresores de desplazamiento positivo

Compresores de desplazamiento no positivo

El primero trabaja según el principio de desplazamiento. La compresión se obtienepor la admisión del aire en un recinto hermético, donde se reduce luego el volumen.Se utiliza en el compresor de émbolo (oscilante o rotativo).

El otro trabaja según el principio de la dinámica de los fluidos. El aire es aspiradopor un lado y comprimido como consecuencia de la aceleración de la masa (turbina).

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6. Mantenimiento industrial. Turbinas y válvulas

Turbinaes el nombre genérico que se da a la mayoría de las turbomáquinasmotoras. Éstas son máquinas de fluido, a través de las cuales pasa un fluido enforma continua y este le entrega su energía a través de un rodete con paletas oálabes.

Es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corrientede agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda o rotor,que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de sucircunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerzatangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energía mecánica se transfierea través de un eje para proporcionar el movimiento de una máquina, un compresor,un generador eléctrico o una hélice.

Las turbinas constan de una o dos ruedas con paletas, denominadas rotor y estator,siendo la primera la que, impulsada por el fluido, arrastra el eje en el que se obtieneel movimiento de rotación.

El término turbina suele aplicarse también, por ser el componente principal, alconjunto de varias turbinas conectadas a un generador para la obtención de energíaeléctrica.

Las turbinas se clasifican en turbinas hidráulicas o de agua, turbinas de vapor yturbinas de combustión. Hoy la mayor parte de la energía eléctrica mundial seproduce utilizando generadores movidos por turbinas. Los molinos de viento queproducen energía eléctrica se llaman turbinas de viento.

Tipos de Turbinas:

Turbinas Hidráulicas.

Turbinas de Vapor.

Turbinas Eólicas.

Turbinas de Combustión.

Válvulas

Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar,detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una piezamovible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios oconductos.

Las válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales en la industria.Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar ydesconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desdelos más simples hasta los más corrosivos o tóxicos. Sus tamaños van desde unafracción de pulgada hasta 30 ft (9 m) o más de diámetro. Pueden trabajar conpresiones que van desde el vació hasta más de 20000 lb/in² (140 Mpa) ytemperaturas desde las criogénicas hasta 1500 °F (815 °C). Las válvulas de bajapresión suelen ser de latón, hierro fundido o plástico, mientras que las válvulas dealta presión son de acero fundido o forjado. En el caso de que el fluido sea corrosivopuede ser necesario emplear aleaciones, como acero inoxidable. Las válvulas

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puede ser necesario emplear aleaciones, como acero inoxidable. Las válvulaspueden accionarse de forma manual, a través de un servomecanismo o mediante elflujo del propio fluido controlado. En algunas instalaciones se requiere un selladoabsoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia.

Es difícil imaginarse una planta de productos químicos, refinería de petróleo, plantade procesamiento de alimentos, unidad de fabricación de fármacos, planta lechera,etc., sin válvulas,

Una válvula se utiliza para controlar el flujo de un fluido en un tubo o en un dueto.El requisito de control puede ser de paso y corte, estrangulación (modulación delflujo), reducción de la presión del fluido, etc.

Conforme avanza la tecnología y aumenta la capacidad de las plantas, hanaumentado el tamaño y el costo de las válvulas y cada vez es más importante elmáximo cuidado en su selección.

El tipo de válvula dependerá de la función que debe efectuar, sea de cierre(bloqueo), estrangulación o para impedir el flujo inverso. Estas funciones se debendeterminar después de un estudio cuidadoso de las necesidades de la unidad y delsistema para los cuales se destina la válvula.

Hay incontables tipos de válvulas y cada una tiene una aplicación particular. Lasválvulas se diseñan para funciones particulares y si se emplean en la forma correctadarán buen servicio durante largo tiempo. Sin embargo, en la práctica, se utilizanmal y varían las consecuencias. Alrededor del 50 % de las válvulas industriales seutiliza para servicio de paso y cierre, 40 % para estrangulación y 10 % son deretención. Hay muchas formas en las cuales controlan el flujo, con grados variablesde exactitud.

Dado que hay diversos tipos de válvulas disponibles para cada función, también esnecesario determinar las condiciones del servicio en que se emplearán las válvulas.Es de importancia primordial conocer las características químicas y físicas de losfluidos que se manejan.

Las características principales y los usos más comunes de los diversos tipos deválvulas para servicio de bloqueo o cierre son:

Válvulas de compuerta: Resistencia mínima al fluido de la tubería. Se utilizatotalmente abierta o cerrada. Accionamiento poco frecuente.

Válvulas de macho:Cierre hermético. Deben estar abiertas o cerradas del todo.

Válvulas de bola: No hay obstrucción al flujo. Se utilizan para líquidos viscosos ypastas aguadas. Cierre positivo. Se utiliza totalmente abierta o cerrada.

Válvulas de mariposa: Su uso principal es para cierre y estrangulación de grandesvolúmenes de gases y líquidos a baja presión. Su diseño de disco abierto, rectilíneo,evita cualquier acumulación de sólidos; la caída de presión es muy pequeña.

Las características principales y los usos más comunes para diversos tipos deválvulas para servicio de estrangulación son:

Válvulas de globo: Son para uso poco frecuente. Cierre positivo. El asiento sueleestar paralelo con el sentido del flujo; produce resistencia y caída de presiónconsiderables.

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Válvulas de aguja:Estas válvulas son, básicamente, válvulas de globo que tienen unmacho cónico similar a una aguja, que ajusta con precisión en su asiento. Se puedetener estrangulación exacta de volúmenes pequeños porque el orificio formadoentre el macho cónico y el asiento cónico se puede variar a intervalos pequeños yprecisos.

Válvulasen Y:Las válvulas en Y son válvulas de globo que permiten el paso rectilíneoy sin obstrucción igual que las válvulas de compuerta. La ventaja es una menor caídade presión en esta válvula que en la de globo convencional.

Válvulas de ángulo: Son, en esencia, iguales que las válvulas de globo. La diferenciaprincipal es que el flujo del fluido en la válvula de ángulo hace un giro de 90º.

Válvulas de mariposa: Su uso principal es para cierre y estrangulación de grandesvolúmenes de gases y líquidos a baja presión (desde 150 psig hasta el vacío). Sudiseño de disco abierto, rectilíneo evita acumulación de sólidos no adherentes yproduce poca caída de presión.

Las válvulas que no permiten el flujo inverso (de retención) actúan en formaautomática ante los cambios de presión para evitar que se invierta el flujo.

Hay disponible una selección especial de tipos de válvulas para manejar pastasaguadas gruesas o finas. Los tipos más comunes son en ángulo, fondo plano,macho, bola y diafragma y válvulas de opresión o compresión. Están diseñadas paramínima resistencia al flujo y, con frecuencia están revestidas con aleacionesespeciales para darles resistencia a la corrosión o a la erosión.

Debido a las diferentes variables, no puede haber una válvula universal; por tanto,para satisfacer los cambiantes requisitos de la industria se han creado innumerablesdiseños y variantes con el paso de los años, conforme se han desarrollado nuevosmateriales. Todos los tipos de válvulas recaen en nueve categorías: válvulas decompuerta, válvulas de globo, válvulas de bola, válvulas de mariposa, válvulas deapriete, válvulas de diafragma, válvulas de macho, válvulas de retención y válvulasde desahogo (alivio).

Cualquiera que sea el tipo de válvula que se seleccione, todas tienen característicascomunes como:

1. Superficies correlativas que actúan como sellos para cortar el paso en la válvula.Esto suele requerir un sello fijo y uno movible.

2. Un componente que sobresale del cuerpo y que mueve el asiento movible, quesuele ser el vástago.

3. Una empaquetadura o sello para el vástago para evitar pérdidas de fluido cuandoel vástago sale del cuerpo de la válvula.

4. Un volante o aparato similar para ayudar en el movimiento del vástago.

5. Un conducto para paso del fluido por la válvula. La configuración del conductodefine el tipo de control que se puede esperar.

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7. Motores eléctricos

Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica enenergía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Algunos de losmotores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en energíaeléctrica funcionando como generadores. Los motores eléctricos de tracción usadosen locomotoras realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa con frenosregenerativos.

Son ampliamente utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares.Pueden funcionar conectados a una red de suministro eléctrico o a baterías. Así, enautomóviles se están empezando a utilizar en vehículos híbridos para aprovechar lasventajas de ambos.

Los motores, son las máquinas auxiliares de una máquina principal. La máquinaprincipal produce un trabajo con el auxilio de uno o varios motores. Losmotores eléctricos, se paran o se ponen en funcionamiento, obedeciendo a unmando manual o un programa preestablecido. Se detienen cuando se alcanza unnivel, o se ponen en marcha en el momento que un mecanismo está en unadeterminada posición. La puesta en marcha, o parada, de estos motores auxiliares,está controlados por los sensores o elementos de detección.

Principio de funcionamiento

El principio de la inducción de Faraday, científico británico, establece que elmovimiento de un conductor integrante de un circuito cerrado en un campomagnético produce corriente en dicho circuito, y en ello se basa el funcionamientodel generador eléctrico. Pero, recíprocamente, una corriente eléctrica que pasa porun conductor situado en un campo magnético crea una fuerza que tiende adesplazar al conductor con respecto al campo, y esta es la base del motor eléctrico.De modo que, en esencia, una misma máquina puede emplearse como generador ocomo motor; si se le aplica energía mecánica, generará electricidad, y si se le aplicaelectricidad, producirá energía mecánica.

Los motores de corriente alterna y los motores de corriente continua se basan en elmismo principio de funcionamiento, el cual establece que si un conductor por el quecircula una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción de un campomagnético, éste tiende a desplazarse perpendicularmente a las líneas de acción delcampo magnético.

El conductor tiende a funcionar como un electroimán debido a la corriente eléctricaque circula por el mismo adquiriendo de esta manera propiedades magnéticas, queprovocan, debido a la interacción con los polos ubicados en el estator, elmovimiento circular que se observa en el rotor del motor.

Partiendo del hecho de que cuando pasa corriente por un conductor produce uncampo magnético, además si lo ponemos dentro de la acción de un campomagnético potente, el producto de la interacción de ambos campos magnéticoshace que el conductor tienda a desplazarse produciendo así la energía mecánica.

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Dicha energía es comunicada al exterior mediante un dispositivo llamado flecha.

En un motor eléctrico:

- La potencia nominal es la potencia de salida, esto es, la potencia mecánica en eleje del motor; la potencia nominal PN es expresado generalmente en Kw, cv oeventualmente en H.P. La potencia (eléctrica) de entrada dada generalmente en Kw,es igual a la potencia nominal (en Kw) dividida por el rendimiento del motor (h).

- La corriente nominal de los motores de corriente alterna está dada por lassiguientes relaciones:

*Monofásicos:

*Trifásicos:

Siendo:

VN = Tensión nominal de línea del motor en (V),

cosN = Factor de potencia nominal.

- La corriente nominal de los motores de corriente continua está dada por lasiguiente relación

La corriente consumida por un motor varía bastante con las circunstancias. En lamayoría de los motores, la corriente en el instante de la partida, corriente dearranque, Ia es muy elevada (se puede tener Ia/IN con valores superiores a 8),cayendo gradualmente (en algunos segundos) con el aumento de la velocidad hastalos valores nominales.

Ventajas

En diversas circunstancias presenta muchas ventajas respecto a los motores decombustión:

• A igual potencia, su tamaño y peso son más reducidos.

• Se pueden construir de cualquier tamaño.

• Tiene un par de giro elevado y, según el tipo de motor, prácticamente constante.

• Su rendimiento es muy elevado (típicamente en torno al 75%, aumentando elmismo a medida que se incrementa la potencia de la máquina).

• Este tipo de motores no emite contaminantes, aunque en la generación de energíaeléctrica de la mayoría de las redes de suministro se emiten contaminantes.

Dependiendo del tipo de corriente a utilizar y de las características de construcciónlos motores se clasifican como se resume en la tabla siguiente:

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CLASIFICACION DE LOS MOTORES

CORRIENTE ALTERNA

Asíncronos

Síncronos

De colector

Monofásicos

CORRIENTE CONTINUA

Serie

Shunt

Compound

Independiente

UNIVERSALES Con inducido

ESPECIALES

Servomotor

Paso a paso

Brushless

Los tipos más usuales de motores eléctricos son:

a) Motores de corriente continua.- Son motores de costo elevado y necesitan unafuente de corriente continua y rectificada; pueden funcionar con velocidadesajustables entre limites amplios y se prestan a controles de gran flexibilidad yprecisión; su uso está restringido a aplicaciones en que esas propiedades sonexigidas como es el caso de tracción eléctrica, procesos automáticos de producción,etc.

b) Motores de corriente alterna.- Son los más usados, toda vez que la distribuciónde energía eléctrica es normalmente hecha en corriente alterna, los motores puedenser:

- Síncronos: Funcionan con velocidad fija, utilizados para grandes potencias(debido a su alto costo en tamaños menores) o cuando se necesita de velocidadconstante; gracias a su factor de potencia elevada y variable es también usado en lacorrección de factor de potencia, necesita de una fuente de corriente continua orectificada para su excitación además de exigir un equipamiento de controlcomplejo.

- De inducción: Que funcionan con velocidad prácticamente constante, variadoligeramente con la carga mecánica aplicada a su eje debido a su gran simplicidadrobusta y bajo costo, es el motor utilizado (principalmente la jaula de ardilla),siendo adecuada para casi todos los tipos de maquinas.

c) Motores universales.- También llamamos diasíncronos, funcionan con corrientecontinua o alterna y tienen su aplicación típica en los aparatos electrodomésticos.

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8. Mantenimiento industrial.Instrumentación ycontrol

Introducción

La práctica totalidad de los procesos que tienen lugar en una planta industrialexigen un control de los mismos. Esto se debe a la necesidad de controlar losdistintos parámetros de cada proceso, a fin de garantizar un buen funcionamientode los mismos, el óptimo aprovechamiento de los recursos implicados en laoperación y unos niveles de calidad en el producto final. Además, en muchasocasiones el control del proceso garantiza una operación segura de la planta.

En los inicios de la era industrial, el operario llevaba a cabo un control manual deestas variables utilizando sólo instrumentos simples, manómetros, termómetros,válvulas manuales, etc., control que era suficiente por la relativa simplicidad de losprocesos. Sin embargo, la gradual complejidad con que éstos se han idodesarrollando ha exigido su automatización progresiva por medio de losinstrumentos de medición y control. Estos instrumentos han ido liberando aloperario de su función de actuación física directa en la planta y al mismo tiempo, lehan permitido una labor única de supervisión y de vigilancia del proceso desdecentros de control situados en el propio proceso o bien en salas aisladas separadas;asimismo, gracias a los instrumentos ha sido posible fabricar productos complejosen condiciones estables de calidad y de características, condiciones que al operariole serían imposibles o muy difíciles de conseguir, realizando exclusivamente uncontrol manual.

La utilización de un adecuado sistema de control nos permitirá operar en lasmejores condiciones posibles a cada requerimiento. De este modo se optimizará elrendimiento general del proceso, con un mejor aprovechamiento de los recursosimplicados en el mismo. Todo ello repercutirá en una notable mejora económica delos resultados.

La adopción de un sistema de control requerirá una importante inversión inicial,pero resultará en unos menores costes de operación de la planta. El balanceeconómico final será positivo, dado que el ahorro conseguido en operación serásuperior a los costes de instalación del sistema de control. Por este motivo seráimportante en todo momento controlar el grado de utilización que se está haciendodel sistema, ya que de este dependerá la economía de la operación.

Los procesos industriales a controlar pueden dividirse ampliamente en doscategorías: procesos continuos y procesos discontinuos. En ambos tipos, debenmantenerse en general las variables (presión, caudal, nivel, temperatura, etc.), bienen un valor deseado fijo, bien en un valor variable con el tiempo de acuerdo con unarelación predeterminada, o bien guardando una relación determinada con otravariable.

El sistema de control que permite este mantenimiento de las variables puededefinirse como aquel que compara el valor de la variable o condición a controlar conun valor deseado y toma una acción de corrección de acuerdo con la desviaciónexistente sin que el operario intervenga en absoluto.

El sistema de control exige pues, para que esta comparación y subsiguientecorrección sean posibles, que se incluya una unidad de medida, una unidad de

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corrección sean posibles, que se incluya una unidad de medida, una unidad decontrol, un elemento final de control y el propio proceso. En la parte de medidaexiste un sensor y una parte de acondicionamiento de la señal proveniente de dichosensor. Esa señal medida se transmite a través de un medio de transmisión a laparte de control, o la cual actúa sobre la variable o proceso a medir, con lo que seestablece de este modo un bucle o lazo que recibe el nombre de bucle de control.

Los sistemas de control se clasifican en sistemas de lazo abierto o de lazo cerrado.La distinción la determina la acción de control, que es la que activa al sistema paraproducir la salida.

Un sistema de control de lazo abierto es aquel en el cual la acción de control es independiente de la salidaindependiente de la salida.

Un sistema de control de lazo cerrado es aquel en el que la acción de control es encierto modo dependiente de la salida.

Los sistemas de control a lazo abierto tienen dos rasgos sobresalientes:

a) La habilidad que éstos tienen para ejecutar una acción con exactitud estádeterminada por su calibración. Calibrar significa establecer o restablecer unarelación entre la entrada y la salida con el fin de obtener del sistema la exactituddeseada.

b) Estos sistemas no tienen el problema de la inestabilidad, que presentan los delazo cerrado.

Los sistemas de control de lazo cerrado se llaman comúnmente sistemas de controlpor realimentación (o retroacción).

Un tostador automático es un sistema de control de lazo abierto, que estácontrolado por un regulador de tiempo. El tiempo requerido para hacer tostadas,debe ser anticipado por el usuario, quien no forma parte del sistema. El controlsobre la calidad de la tostada (salida) es interrumpido una vez que se hadeterminado el tiempo, el que constituye tanto la entrada como la acción de control.

Un mecanismo de piloto automático y el avión que controla, forman un sistema decontrol de lazo cerrado (por realimentación). Su objetivo es mantener una direcciónespecífica del avión, a pesar de los cambios atmosféricos. El sistema ejecutará sutarea midiendo continuamente la dirección instantánea del avión y ajustandoautomáticamente las superficies de dirección del mismo (timón, aletas, etc.) demodo que la dirección instantánea coincida con la especificada. El piloto u operador,quien fija con anterioridad el piloto automático, no forma parte del sistema decontrol.

En ambos casos se observa que existen elementos definidos como el elemento demedida, el transmisor, el controlador, el indicador, el registrador y el elemento final.Estos elementos y otros adicionales se estudiarán en el resto del apartado,considerando las características propias del instrumento y las clases deinstrumentos que se emplean en los procesos industriales.

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9. Instrumentación industrial

Definición de Instrumentación Industrial

Instrumentación: es el grupo de elementos que sirven para medir, controlar oregistrar variables de un proceso con el fin de optimizar los recursos utilizados enéste.

Un ejemplo de un instrumento cotidiano es el reloj, el cual nos sirve para controlarel uso eficaz de nuestro tiempo.

En otras palabras, la instrumentación es la ventana a la realidad de lo que estásucediendo en determinado proceso, lo que servirá para determinar si el mismo vaencaminado hacia donde deseamos. En caso contrario, podremos usar lainstrumentación para actuar sobre algunos parámetros del sistema y proceder deforma correctiva.

La instrumentación es lo que ha permitido el gran avance tecnológico de la cienciaactual en casos tales como: los viajes espaciales, la automatización de los procesosindustriales y muchos otros de los aspectos de nuestro mundo moderno; ya que laautomatización es solo posible a través de elementos que puedan sensar lo quesucede en el ambiente, para luego tomar una acción de control pre-programada queactué sobre el sistema y obtener el resultado previsto.

Clases de instrumentos

Los instrumentos de medición y de control son relativamente complejos y su funciónpuede comprenderse bien si están incluidos dentro de una clasificación adecuada.Como es lógico, pueden existir varias formas para c1asificar los instrumentos, cadauna de ellas con sus propias ventajas y limitaciones. Se considerarán dosclasificaciones básicas: la primera relacionada con la función del instrumento y lasegunda con la variable del proceso.

Este modo de clasificarlos no es necesariamente el único, pero se considerabastante completo.

1.- En función del instrumento

De acuerdo con la función del instrumento, obtenemos las formas siguientes:

Instrumentos ciegos: Estos son aquellos que no tienen indicación visible de lavariable. Hay que hacer notar que son ciegos los instrumentos de alarma, talescomo presostatos y termostatos (interruptores de presión y temperaturarespectivamente) que poseen una escala exterior con un índice de selección de lavariable, ya que sólo ajustan el punto de disparo del interruptor o conmutador alcruzar la variable el valor seleccionado. Son también instrumentos ciegos, lostransmisores de caudal, presión, nivel y temperatura sin indicación.

Instrumentos indicadores: Estos disponen de un índice y de una escala graduadaen la que puede leerse el valor de la variable. Según la amplitud de la escala sedividen en indicadores concéntricos y excéntricos. Existen también indicadoresdigitales que muestran la variable en forma numérica con dígitos.

Instrumentos registradores: Estos registran con trazo continuo o a puntos lavariable, y pueden ser circulares o de gráfico rectangular o alargado según sea la

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variable, y pueden ser circulares o de gráfico rectangular o alargado según sea laforma del gráfico. Los registradores de gráfico circular suelen tener el gráfico de 1revolución en 24 horas mientras que en los de gráfico rectangular la velocidadnormal del gráfico es de unos 20 mm/hora.

Elementos primarios: Ellos están en contacto con la variable y utilizan o absorbenenergía del medio controlado para dar al sistema de medición una indicación enrespuesta a la variación de la variable controlada. El efecto producido por elelemento primario puede ser un cambio de presión, fuerza, posición, medidaeléctrica, etc. Por ejemplo: en los elementos primarios de temperatura de bulbo ycapilar, el efecto es la variación de presión del fluido que los llena y en los determopar se presenta una variación de fuerza electromotriz.

Transmisores: Estos captan la variable de proceso a través del elemento primario yla transmiten a distancia en forma de señal neumática de margen 3 a 15 psi (libraspor pulgada cuadrada) o electrónica de 4 a 20 mA de corriente continua. La señalneumática de 3 a 15 psi equivale a 0,206 - 1,033 bar (0,21 - 1,05 Kg/cm2) por locual, también se emplea la señal en unidades métricas 0,2 a 1 bar (0,2 a 1 Kg/cm2).Asimismo, se emplean señales electrónicas de 1 a 5 mA c.c., de 10 a 50 mA c.c. y deO a 20 mA c.c., la señal normalizada es de 4-20 mA c.c. La señal digital utilizada enalgunos transmisores inteligentes es apta directamente para ordenador. El elementoprimario puede formar o no parte integral del transmisor; el primer caso loconstituye un transmisor de temperatura de bulbo y capilar y el segundo untransmisor de caudal con la placa orificio como elemento primario.

Transductores: Estos reciben una señal de entrada función de una o máscantidades físicas y la convierten modificada o no a una señal de salida. Sontransductores, un relé, un elemento primario, un transmisor, un convertidor PP/I(presión de proceso a intensidad), un convertidor PP/P (presión de proceso a señalneumática), etc.

Convertidores: Estos son aparatos que reciben una señal de entrada neumática(3-15 psi) o electrónica (4-20 mA c.c.) procedente de un instrumento y después demodificarla envían la resultante en forma de señal de salida estándar. Ejemplo: unconvertidor P/I (señal de entrada neumática a señal de salida electrónica, unconvertidor I/P (señal de entrada eléctrica a señal de salida neumática). Este últimotérmino es general y no debe aplicarse a un aparato que convierta una señal deinstrumentos.

Receptores: Estos reciben las señales procedentes de los transmisores y las indicano registran. Los receptores controladores envían otra señal de salida normalizada alos valores ya indicados 3-15 psi en señal neumática, o 4-20 mA c.c. en señalelectrónica, que actúan sobre el elemento final de control.

Controladores: Estos comparan la variable controlada (presión, nivel, temperatura)con un valor deseado y ejercen una acción correctiva de acuerdo con la desviación.La variable controlada la pueden recibir directamente, como controladores locales obien indirectamente en forma de señal neumática, electrónica o digital procedentede un transmisor.

Elemento final de control: Este recibe la señal del controlador y modifica el caudaldel fluido o agente de control. En el control neumático, el elemento suele ser unaválvula neumática o un servomotor neumático que efectúan su carrera completa de3 a 15 psi (0,2-1 bar). En el control electrónico la válvula o el servomotor anterioresson accionados a través de un convertidor de intensidad a presión (I/P) o señal

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digital a presión que convierte la señal electrónica de 4 a 20 mA c.c. o digital aneumática 3-15 psi. En el control eléctrico el elemento suele ser una válvulamotorizada que efectúa su carrera completa accionada por un servomotor eléctrico.Las señales neumáticas (3-15 psi o 0,2-1 bar o 0,2-1 Kg/cm2) y electrónica (4-20mA c.c.) permiten el intercambio entre instrumentos de la planta. No ocurre así enlos instrumentos de señal de salida digital (transmisores, controladores) donde lasseñales son propias de cada suministrador.

2.- En función de la variable de proceso

De acuerdo con la variable del proceso, los instrumentos se clasifican en:

Instrumentos de caudal, nivel, presión, temperatura, densidad y peso específico,humedad y punto de rocío, viscosidad, posición, velocidad, pH, conductividad,frecuencia, fuerza, turbidez, etc. Esta clasificación corresponde específicamente altipo de las señales medidas siendo independiente del sistema empleado en laconversión de la señal de proceso. De este modo, un transmisor neumático detemperatura del tipo de bulbo y capilar, es un instrumento de temperatura a pesarde que la medida se efectúa convirtiendo las variaciones de presión del fluido quellena el bulbo y el capilar; el aparato receptor de la señal neumática del transmisoranterior es un instrumento de temperatura, si bien, al ser receptor neumático lopodríamos considerar instrumento de presión, caudal, nivel o cualquier otravariable, según fuera la señal medida por el transmisor correspondiente; unregistrador potenciométrico puede ser un instrumento de temperatura, deconductividad o de velocidad, según sean las señales medidas por los elementosprimarios de termopar, electrodos o dínamo. Asimismo, esta clasificación esindependiente del número y tipo de transductores existentes entre el elementoprimario y el instrumento final. Así ocurre en el caso de un transmisor electrónico denivel de 4 a 20 mA c.c., un receptor controlador con salida de 4-20 mA c.c., unconvertidor intensidad-presión (I/P) que transforma la señal de 4-20 mA c.c. aneumática de 3-15 psi y la válvula neumática de control; todos estos instrumentosse consideran de nivel.

En la designación del instrumento se utiliza en el lenguaje común las dosclasificaciones expuestas anteriormente. Y de este modo, se consideraninstrumentos tales como transmisores ciegos de presión, controladoresregistradores de temperatura, receptores indicadores de nivel, receptorescontroladores registradores de caudal, etc.

3.- Funcionamiento analógico y digital

Es posible, además, clasificar la forma en que pueden ejecutarse las funcionesbásicas enfocando la atención a la naturaleza continua o discreta de las señales querepresenta la información. Las señales que varían en forma continua y que puedentomar una infinidad de valores en cualquier intervalo dado, se llaman señalesanalógicas; los dispositivos que producen esas señales se llaman dispositivosanalógicos. (Esto es rigurosamente cierto en un sentido macroscópico, ya que todoslos efectos físicos se convierten en discretos en consideraciones atomísticas.) Encontraste, las señales que varían en pasos discretos y pueden así tomar solamenteun número finito de valores diferentes, se describen como señales digitales; losaparatos que producen estas señales se llaman aparatos digitales. La mayoría de losaparatos de medida actuales son del tipo analógico. Está aumentando laimportancia de los instrumentos digitales, quizá principalmente debido al usocreciente de las computadoras digitales, tanto en los sistemas de reducción de datoscomo en los automáticos de control. Como la calculadora digital trabaja solo con

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señales digitales, cualquier información que se le suministre debe ser en la formadigital. La salida de la computadora tiene también forma digital. Así, cualquiercomunicación con la computadora en el extremo de la entrada o de la salidadeberán darse en señales digitales. Como la mayor parte de las medidas actuales yaparatos de control son de naturaleza analógica, es necesario tener tantoconvertidores analógicos a digitales (a la entrada de la computadora) comoconvertidores digitales a analógicos (a la salida de la computadora). Estosdispositivos sirven de "traductores" que permiten al calculista comunicarse con elmundo exterior, que es en su mayor parte de naturaleza analógica.

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10. Mantenimiento industrial. Mediciones

1.- Presión

La medición de presión, junto a la de temperatura y nivel, son las variables deproceso más utilizadas en los procesos industriales.

La presión se define como fuerza ejercida sobre una superficie por unidad de área.En ingeniería, el término presión se restringe generalmente a la fuerza ejercida porun fluido por unidad de área de la superficie que lo encierra. De esta manera, lapresión (P) de una fuerza (F) distribuida sobre un área (A), se define como:

Existen muchas razones por las cuales en un determinado proceso se debe medirpresión. Entre estas se tienen:

• Calidad del producto, la cual frecuentemente depende de ciertas presiones que sedeben mantener en un proceso.

• Por seguridad, como por ejemplo, en recipientes presurizados donde la presión nodebe exceder un valor máximo dado por las especificaciones del diseño.

• En aplicaciones de medición de nivel.

• En aplicaciones de medición de flujo.

La presión puede medirse de dos maneras, la primera en términos absolutos, y lasegunda en términos relativos.

La presión absoluta se mide con relación al cero absoluto o vacío total.

La presión relativa se mide con respecto a la presión atmosférica, es decir, su valorcero corresponderá al valor de la presión absoluta atmosférica.

La presión atmosférica es la que ejerce la masa de aire de la atmósfera terrestresobre su superficie, medida mediante un barómetro. A nivel del mar, la presiónatmosférica es de aproximadamente 760 mm de Hg absolutos, que es equivalente a14,7 psi.

Otro tipo de medida de esta variable, frecuentemente usada es la presióndiferencial, que consistirá en la medida de la misma entre dos puntos de un proceso.

La presión de vacío es aquella que se mide como la diferencia entre una presiónatmosférica y la presión absoluta (cero absoluto).

Presión manométrica. Es la presión medida con referencia a la presión atmosféricala diferencia entre la presión medida y la presión atmosférica real. Como ésta esvariable, la comparación de valores medidos en diferentes intervalos de tiempo,resulta incierta.

Presión hidrostática. Es la presión existente bajo la superficie de un líquido,

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ejercida por el mismo.

Presión de línea. Es la fuerza ejercida por el fluido, por unidad de superficie, sobrelas paredes de una conducción por la que circula.

Presión diferencial. Es la diferencia entre un determinado valor de presión y otroutilizado como referencia. En cierto sentido, la presión absoluta podría considerarsecomo una presión diferencial que toma como referencia el vacío absoluto, y lapresión manométrica como otra presión diferencial que toma como referencia lapresión atmosférica.

En el sistema Internacional de Unidades, la unidad de medida de presión es el Pascal(Pa), que se define como la fuerza ejercida por un Newton (N) sobre un área de unmetro cuadrado (m2). O sea, Pa = N/m2. Esta es una unidad de presión muypequeña, pero el kilo pascal (KPa), 1.000 Pa, permite expresar fácilmente los rangosde presión comúnmente más usados en la industria. Otras de las unidades utilizadasson el Kilogramo por centímetro cuadrado (Kg/cm2); libras por pulgada cuadrada(Psi); bar, y otros.

Instrumentos para medición de la presión

a. Instrumentos mecánicos

Los instrumentos mecánicos utilizados para medir presión cuyas características seresumen en la tabla 64, pueden clasificarse en:

Columnas de Líquido:

• Manómetro de Presión Absoluta.

• Manómetro de Tubo en U.

• Manómetro de Pozo.

• Manómetro de Tubo Inclinado.

• Manómetro Tipo Campana.

Instrumentos Elásticos:

• Tubos Bourdon.

• Fuelles.

• Diafragmas.

b. Instrumentos electromecánicos y electrónicos

Los instrumentos electromecánicos y electrónicos utilizados para medir presiónpueden clasificarse en:

• Transmisores electrónicos de equilibrio de fuerzas.

• Medidores de Esfuerzo (Strain Gages)

• Transductores de Presión Resistivos

• Transductores de Presión Capacitivos

• Transductores de Presión Magnéticos

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• Transductores de Presión Piezoeléctricos

c. Elementos Electrónicos de vacío

Los elementos electrónicos de vacío se emplean para la medición de alto vacío, sonaltamente sensibles y se clasifican:

• Mecánicos

• Medidor de McLeod

• Térmicos

• De Ionización

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11. Mantenimiento industrial. Medición de flujos

2.- Medición de flujos

La medición de flujo es uno de los aspectos más importantes en el control deprocesos; de hecho, bien puede ser la variable más comúnmente medida. Existenmuchos métodos confiables y precisos para medir flujo. Algunos son aplicablessolamente a líquidos, otros solamente a gases y vapores; y otros a ambos. El fluidopuede ser limpio o “sucio”, seco o húmedo, erosivo o corrosivo. Las condiciones delproceso tales como presión, temperatura, densidad, viscosidad, etc., pueden variar.Todos estos factores afectan la medición y deben ser tomados en cuenta en elmomento de seleccionar un medidor de flujo. Es necesario por lo tanto, conocer elprincipio de operación y características de funcionamiento de los diferentesmedidores de flujo disponibles. Sin tal conocimiento, es difícil seleccionar elmedidor más apropiado para una determinada aplicación.

Las aplicaciones más habituales de este tipo de equipos en la industria consisten en:

• Medir las cantidades de gases o líquidos utilizados en un proceso dado.

• Controlar las cantidades adicionales de determinadas substancias aportadas enciertas fases del proceso.

• Mantener una proposición dada entre dos fluidos.

• Medir el reparto de vapor en una planta, etc.

Como hemos dicho, en numerosos procesos industriales, los equipos para lamedida de caudal constituyen la parte más importante de la instrumentación. Elvalor de un caudal se determina generalmente midiendo la velocidad del fluido quepor una conducción de una sección determinada. Mediante éste procedimientoindirecto. , lo que se mide es el caudal volumétrico Qv, que en su forma más simple,sería:

Qv = A x V

donde A es la sección transversal del tubo y V la velocidad lineal del fluido.

Una medición fiable del caudal dependerá pues de la medición correcta de losvalores A y V. Si, por ejemplo, aparecen burbujas en el fluido, el término A de laecuación seria artificialmente alto. De igual forma, si se mide la velocidad como eldesplazamiento de un punto situado en el centro del tubo y se introduce en laecuación anterior, el caudal Qv calculado seria mayor que el real, debido a que Vdebe reflejar la velocidad media de todo el frente del fluido al paso de una seccióntransversal del tubo.

Instrumentos para medición del caudal

Existen diversas formas de evaluar la cantidad de volumen o masa de undeterminado fluido, que pasa por una tubería por unidad de tiempo.

De lo anterior podemos deducir que existen dos tipos principales de medición decaudal, éstas son:

- Caudales Volumétricos.

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- Caudales de masa o Másicos.

Los volumétricos a su vez se subdividen en:

-. Caudal por Presión Diferencial.

-. Turbinas.

-. Medidores de Desplazamiento Positivo.

-. Rotámetros.

Dentro de la medición por presión diferencial encontramos los elementos siguientes:

-. Placa de Orificio

-. Toberas

-. Tubo de Venturi

-. Uniwedge (Taylor)

-. Tubo de Pitot

-. Tubo Annubar

Los cuatro primeros, se basan en el principio que puede demostrarse mediante laecuación de Benoulli, para una restricción en el paso de fluido en una tubería, quecumplirá con la siguiente ecuación general:

Donde:

Q : Caudal de fluido.

K : Constante de proporcionalidad.

P1: Presión aguas arriba de la restricción.

P2: Presión aguas abajo de la restricción.

Los instrumentos de medición de caudales de masa, son de gran importancia en laindustria, en razón del gran número de aplicaciones requeridas por este tipo demedición entre las cuales figuran: los balances de masa efectuados en un procesocomplejo.

Existen dos grandes grupos de mediciones de caudal de masa, que son:

• Por Compensación de la Medida Volumétrica.

• Por Medición Directa.

La Compensación de la Medida Volumétrica, consiste en la adición de un transmisorde densidad al medidor de caudal volumétrico existente en un proceso, y luego,aplicando la siguiente ecuación obtendremos el caudal de masa:

D = m/V m = V.D

La implementación de este método se puede llevar a cabo mediante un transductor

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multiplicador, que permita la operación expuesta en la relación.

La Medición Directa, se podrá realizar mediante una serie de elementos entre loscuales figuran:

• Medidores Térmicos.

• Medidores de Momento Angular.

• Medidores por Frecuencia Natural de Oscilación.

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12. Mantenimiento industrial. Medidores

Medidores Térmicos.

Se basan en el principio que establece que un cuerpo se calienta al pasar cerca deotro cuerpo a mayor temperatura. El sistema consiste en un manta de calentamientoaplicada en la parte exterior de la tubería que proporciona calor constante, y dostermocúplas conectadas aguas arriba y aguas abajo de dicha manta; cuando elcaudal sea bajo, la transferencia de calor será más efectiva.

Medidores de Momento Angular.

Se basan en el principio de conservación del momento de los fluidos; éstos constangeneralmente de una turbina que se encuentra acoplada a un medidor del momentoangular. En términos comunes se puede decir, que el momento así medido serádirectamente proporcional al caudal de masa del fluido.

Medidores por Frecuencia Natural de Oscilación.

Medidor de caudal de masa directo que trabaja mediante el efecto que tienen lasoscilaciones de frecuencia natural de vibración con respecto al caudal de masa quepasa por tramo de tubería que está construido con materiales de buena elasticidad yde una forma geométrica muy particular.

La medición directa de la masa de flujo evita la necesidad de utilizar cálculoscomplejos y como estándar fundamental de medición, la masa no deriva susunidades de otra fuente ni se ve afectada por variaciones de temperatura o presión;tal constancia hace a la masa, la propiedad ideal para medir. El primer Medidor deFlujo Másico (MFM) fue desarrollado por la compañía Micro Motion y funciona segúnel principio Coriolis.

El medidor de Coriolis se basa en el teorema de Coriolis, matemático francés(1795-1843) que observó que un objeto de masa m que se desplaza con unavelocidad lineal V a través de una superficie giratoria que gira con velocidad angularconstante w, experimenta una velocidad tangencial (velocidad angular x radio degiro) tanto mayor cuanto mayor es su alejamiento del centro. Si el móvil se desplazadel centro hacia la periferia experimentará un aumento gradual de su velocidadtangencial, lo cual indica que se le está aplicando una aceleración, que esprecisamente la aceleración de Coriolis. Este fenómeno es el causante de que elremolino que se forma en el fondo de un depósito al vaciarlo, gira a derechas en elhemisferio Norte y a izquierdas en el hemisferio Sur. Asimismo todos los vientos dela circulación general que soplan desde el Norte al Sur en el hemisferio Norte sondesviados, debido a la rotación de la Tierra de Oeste a Este, constituyendo losvientos predominantes de oeste. Por otro lado, el célebre péndulo de Foucaultdemuestra también el fenómeno.

Otro tipo de medidor de caudal másico es el “másico térmico”, que están basadosen los principios de elevación de la temperatura del fluido en su paso por un cuerpocaliente y en la pérdida de calor experimentada por un cuerpo caliente inmerso en elfluido.

Se reservan los medidores volumétricos para la medida general de caudal y sedestinan los medidores de caudal másico a aquellas aplicaciones en que la exactitudde la medida es importante.

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Por otra parte, de acuerdo al principio de operación, los medidores de flujo puedenser agrupados de la siguiente manera:

• Medidores diferenciales (Head Meters).

• Medidores de desplazamiento positivo.

• Medidores de área variable.

• Medidores volumétricos.

• Medidores de flujo másico.

3.- Medición de nivel

La medición del nivel puede definirse como la determinación de la posición de unainterfase que existe entre dos medios separados por la gravedad, con respecto auna línea de referencia. Tal interfase puede existir entre un líquido y un gas, entredos líquidos, entre un sólido granulado o sólido fluidizado y un gas, o entre unlíquido y su vapor. Existen muchas situaciones en la industria petrolera donde estasinterfases deben ser establecidas dentro de límites específicos, por razones decontrol del proceso o de la calidad del producto. Hay una gran variedad de técnicaspor medio de las cuales se puede medir el nivel de líquidos o sólidos en equipos deprocesos. La selección de la instrumentación adecuada depende de la naturaleza delproceso; del grado de exactitud y control requeridos y del aspecto económico. Esmuy importante que el usuario conozca los diferentes medidores disponibles, paraque así pueda hacer una selección apropiada. A continuación se describen losprincipales métodos e instrumentos utilizados en la medición de nivel.

Tipos de instrumentos para medir nivel

Al igual que otras variables de proceso, el nivel puede ser medido por métodosdirectos o métodos indirectos. Los métodos e instrumentos utilizados paramedición de nivel pueden clasificarse de la siguiente manera:

• Métodos visuales.

• Instrumentos actuados por flotadores.

• Desplazadores.

• Instrumentos de nivel de tipo hidrostáticos.

• Métodos electrónicos.

• Métodos térmicos.

• Métodos sónicos.

• Instrumentos fotoeléctricos.

• Instrumentos radioactivos.

La referencia (Creus, Antonio. INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL) plantea que losinstrumentos de medición directa se dividen en:

• Sonda

• Cinta y plomada

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• Cinta y plomada

• Nivel de cristal

• Instrumentos de flotador

Mientras que los instrumentos que miden el nivel aprovechando la presiónhidrostática se dividen en:

• Medidor manométrico

• Medidor de tipo burbujeo

• Medidor de membrana

• Medidor de presión diferencial de diafragma

La citada referencia clasifica también a los instrumentos de medición de nivel segúnlas características eléctricas del fluido en:

• Medidor resistivo

• Medidor capacitivo

• Medidor de radiación

• Medidor conductivo

• Medidor ultrasónico

• Medidor de láser

4.- Medición de temperatura

La medida de temperatura constituye una de las mediciones más comunes y másimportantes que se efectúan en los procesos industriales. Las limitaciones delsistema de medida quedan definidas en cada tipo de aplicación por la precisión, porla velocidad de captación de la temperatura, por la distancia entre el elemento demedida y el aparato receptor y por el tipo de instrumento indicador, registrador ocontrolador necesarios; es importante señalar que es esencial una comprensiónclara de los distintos métodos de medida con sus ventajas y desventajas propiaspara lograr una selección óptima del sistema más adecuado.

La Temperatura es difícil de definir, ya que no es una variable tan tangible como loes la presión, dado que en su caso, no podemos referirla a otras variables.

La temperatura es un estado relativo del ambiente, de un fluido o de un materialreferido a un valor patrón definido por el hombre, un valor comparativo de uno delos estados de la materia.

Por otra parte, si, positivamente, podremos definir los efectos que los cambios detemperatura producen sobre la materia, tales como los aumentos o disminución dela velocidad de las moléculas de ella, con consecuencia palpable, tales como elaumento o disminución del volumen de esa porción de materia o posibles cambiosde estado.

Existen dos escalas de temperatura o dos formas de expresar el estado relativo de lamateria, estas son:

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- Temperaturas absolutas

- Temperaturas relativas

Las escalas absolutas expresan la temperatura de tal forma que su valor cero, esequivalente al estado ideal de las moléculas de esa porción de materia en estadoestático o con energía cinética nula.

Las escalas relativas, son aquellas que se refieren a valores preestablecidos opatrones en base los cuales fue establecida una escala de uso común.

En Sistema Métrico Decimal, las escalas relativas y absolutas son:

- la Escala Celsius o de grados Centígrados (relativa)

- la Escala Kelvin (absoluta)

La equivalencia entre las dos escalas es:

Grados Kelvin = Grados Centígrados + 273

En el Sistema de Medidas Inglesas, su equivalente será:

- La Escala Fahrenheit (Relativa)

- La Escala Rankine (Absoluta)

la equivalencia entre estas dos escalas es:

Grados Rankine = Grados Fahrenheit + 460

Por otra parte, las escalas Celsius y la Fahrenheit están referidas al mismo patrón,pero sus escalas son diferentes. El patrón de referencia usado para su definiciónfueron los cambios de estado del agua. Estos puntos son:

CAMBIO DE ESTADO ºCELSIUS ºFARENHEIT

SOLIDO – LÍQUIDO 0 3 2

LIQUIDO - GAS 100 212

Como se puede deducir de la tabla anterior, por cada grado Celsius de cambiotérmico tendremos 1,8 grados Fahrenheit de cambio equivalente. De todo esto, laequivalencia entre estas dos escalas será:

Grados Fahrenheit=Grados Celsius *1.8+32

Tipos de instrumentos para medir temperaturas

El crédito de la invención del termómetro se atribuye a Galileo en el año 1592.Mejoras al diseño del termómetro de Galileo fueron introducidas por otrosinvestigadores utilizando diversas escalas termométricas, todas ellas basadas en doso más puntos fijos. No fue sino hasta el año 1700, cuando Gabriel Fahrenheitprodujo termómetros repetitivos y exactos. Fahrenheit utilizó una mezcla de agua ysal. Esta fue la temperatura más baja que pudo reproducir, y la llamó “cero grados”.Para la temperatura más alta de su escala, utilizó la temperatura del cuerpo humanoy la llamó 96 grados. Esta escala de Fahrenheit ganó popularidad principalmente porla calidad y repetibilidad de los termómetros construidos por él. Cerca de 1742Anders Celsius propuso que el punto de fusión del hielo y el punto de ebullición del

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agua fuesen utilizados como puntos iniciales y finales de la escala de temperatura,de esta manera el cero grado fue seleccionado como punto de fusión del hielo y 100grados como punto de ebullición del agua. Esta escala denominada Celsius, se le diooficialmente el nombre en el año 1948. Otras escalas de temperatura llamadasKelvin y Rankine, introducen el concepto del cero absoluto y se utilizan comoestándares en la termometría.

Existen diferentes sensores que se utilizan en la industria de procesos para medir latemperatura, entre los que se pueden mencionar:

- Termómetro de bulbo (líquido, gas y vapor).

- Termómetros bimetálicos.

- Termopares.

- Termómetros de resistencia.

- Termistores.

- Pirómetros de radiación.

La selección y especificación apropiada de un instrumento de temperatura, dependemucho del conocimiento de los diferentes tipos de sensores disponibles, de suslimitaciones y de consideraciones prácticas.

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13. Mantenimiento industrial. Medidas de Análisis

En los apartados anteriores se ha estudiado la medición y transmisión de lasvariables de proceso más comunes que se encuentran en la industria: la presión, elcaudal, el nivel y la temperatura.

Existen otras muchas variables que son también de interés industrial y que puedenclasificarse como físicas y químicas.

Las variables físicas son aquellas relacionadas con las causas físicas que actúansobre un cuerpo, con su movimiento o bien con las propiedades físicas de lassustancias. Entre ellas tenemos: el peso, la velocidad, la densidad y el pesoespecífico, la humedad y el punto de rocío, la viscosidad y la consistencia, la llama,el oxígeno disuelto, la turbidez y la radiación solar.

Las variables químicas están relacionadas con las propiedades químicas de loscuerpos o con su composición. Entre ellas se encuentran la conductividad, el pH,redox, y la composición de los gases en una mezcla.

Una variante muy específica de las variables de proceso son las medidas de análisis(variables físicas y químicas). En el mundo de las plantas industriales existeninfinidad de variables que se pueden medir, siendo estas tan complejas como uno sepueda imaginar.

No es misión de este curso el entrar en detalle sobre todas y cada una de lasvariables, así como en las posibles tecnologías.

Tampoco existe una diferenciación clara de cómo clasificar dichas tecnologías.

Un punto muy importante a tener en cuenta es que la mayoría de los analizadoresrequieren de un sistema de extracción de la muestra, de una línea de transporte dela muestra y de un sistema de acondicionamiento de muestras. En algunos casos esmás importante el transporte y acondicionamiento que el propio analizador.

Una posible clasificación de las medidas de análisis podría ser:

– Analítica de Agua-Vapor.

– Analítica de Emisiones.

– Analítica de otras propiedades físicas-químicas.

A continuación simplemente enumeramos las medidas de análisis más utilizadas enla industria y plantas de proceso, de acuerdo a la anterior clasificación.

Analítica de Agua-Vapor

Los parámetros mas medidos en los ciclos agua-vapor son:

– Conductividad.

– pH.

– Oxigeno Disuelto.

– Ozono.

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– Sólidos en suspensión

– Sílice.

– Cloro.

– Sílice.

– Sodio.

– Fosfatos.

– Turbidez.

– Hidrácida.

– Cloro.

– TOC (Carbono Orgánico Total)

– Hierro/Cobre.

La misión principal de este tipo de analizadores, es la de controlar dichosparámetros, para poder proteger sistemas y “avisar” de la necesidad de tratarquímicamente los fluidos (dosificar), así como para comprobar la calidad de ciertosfluidos bien de consumo o de sus efluentes.

Analítica de Emisiones y Condiciones Atmosféricas.

Los parámetros más medidos para la monitorización de emisiones son:

– Contenido de Oxigeno.

– COV (Compuestos Orgánicos Volátiles)

– CO.

– CO2.

– SO2.

– NOx.

– Opacidad (partículas).

La misión principal de este tipo de analizadores, es la de controlar las emisiones a laatmósfera de las plantas industriales.

Hoy en día, y sobre todo a partir de los requerimientos del protocolo de Kioto, estasmedidas se están requiriendo cada vez más para poder controlar las emisiones.

Dentro de este apartado, aunque no son específicamente emisiones, se podríanincluir las condiciones atmosféricas, como:

– Velocidad y Dirección del Viento.

– Pluviosidad.

– Humedad relativa

– Temperatura Ambiente.

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– Radiación Solar.

Analítica de otros parámetros Físicos-Químicos

Aparte de los parámetros anteriormente indicados, que quizás sean los másempleados en la mayoría de las plantas de proceso, existen otros muchosparámetros más específicos dependiendo del tipo de proceso.

Entre otros se podrían enumerar:

– Pour Point (Refinación y Petroquímicas).

– Presión de Vapor Reid “PVR” (Refinación y Petroquímicas).

– Punto de Inflamación (Refinación y Petroquímicas).

– Punto de Nube (Refinación y Petroquímicas).

– Punto de Congelación (Refinación y Petroquímicas).

– Viscosidad (Refinación y Petroquímicas).

– Color (Refinación y Petroquímicas).

– Poder Calorífico (Refinación y Petroquímicas).

– Indice de Wobbe (Refinación y Petroquímicas).

– Punto de destilación (Refinación y Petroquímicas).

– H2S en Hidrocarburos (Refinación y Petroquímicas).

– Azufre Total en Hidrocarburos (Refinación y Petroquímicas).

– Hidrocarburos en Agua (Refinación y Petroquímicas).

– Cromatografía de gases (composición de gases).

– Índice de refracción (Refinación y Petroquímicas).

– Monitor de sal en crudo (Refinación y Petroquímicas).

– Humedad relativa en gases (Refinación, Petroquímicas, Plantas de prod.

Gases, etc.).

– Punto de Rocío en gases (Refinación, Petroquímicas, Plantas de prod.

Gases, etc.).

– Pureza de Oxigeno (Plantas de prod. Gases).

– Trazas de N2 en corriente de Argón (Plantas de prod. Gases).

– Pureza de O2 (Plantas de prod. Gases).

– Trazas de O2 (Plantas de prod. Gases).

– Densidad en líquidos

– Detección de Interfases.

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– Consistencia (Papeleras).

– Blancura (Papeleras).

Por último otra variante de los analizadores son los detectores de gases y fuego.Estos son utilizados en las plantas para detectar fugas de gases peligrosos para elcuerpo humano (H2SO4, HF, Amoniaco, etc.), o por posibles explosiones (gases dehidrocarburos, etc.)

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14. Mantenimiento industrial. Elementos de control

ELEMENTOS FINALES DE CONTROL

En la mayor parte de los procesos industriales aparecen lazos de control formadospor tres elementos típicos: transmisor, regulador y válvula. Actuando conjuntamentegarantizan una operación controlada y eficiente de la planta junto con otros equiposautomáticos

Los avances de la electrónica en la instrumentación industrial han ido desplazando ala neumática clásica que fue pionera en la automatización. Más recientemente laincorporación de la electrónica digital permite usar transmisores inteligentes,sistemas de control distribuido y avanzado optimizando, aún más, los procesos deproducción.

Todas estas novedades, que se desarrollan a alta velocidad, concentran la atenciónde los ingenieros de control a la hora de definir y diseñar los sistemas, dedicandomenos tiempo y atención a las válvulas de control. Una especificación superficial delas válvulas, bien en fase de proyecto ó en fase de compra, dejaría la selección a unaarriesgada “ingeniería de precio” donde no se valore adecuadamente la visión globaldel sistema de control y sus objetivos.

A diferencia de otros instrumentos, la válvula de control está siempre modulandoenergía y es pieza clave que puede minimizar la eficacia de un sistema de controlsofisticado y caro. Es por esto la necesidad de elevar el nivel de exigencia en loscriterios de selección de las válvulas de control para lo que se requiere una mayorformación y conocimiento de su tecnología, que también ha evolucionado en losúltimos años como consecuencia de un mayor conocimiento de los fenómenosfísicos que tienen lugar en plantas donde se trabaja a altas presiones ytemperaturas, los nuevos materiales disponibles y la mejora en los sistemas decálculo.

El objetivo de este apartado es el apreciar la importancia que tienen las válvulas decontrol dentro de los procesos industriales y tener una breve idea de los tipos aemplear en control.

En cuanto a constitución mecánica, las válvulas de control tienen las mismasconfiguraciones que las válvulas manuales, es decir, pueden ser del tipo:

– Globo o asiento.

– Mariposa.

– Bola.

– Compuerta.

– Macho.

– Diafragma.

– Etc.

Dentro de las válvulas de control se podrían distinguir dos tipos en función del tipode control:

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– Válvulas Todo-Nada

– Válvulas de Control.

La principal diferencia entre una y otra, es que la primera solamente actúa en dosposiciones, o abierta o cerrada y se suele utilizar en controles on-off.

La segunda se utiliza para el control continuo de procesos y está continuamentemodulando y buscando la posición de equilibrio requerida por el sistema.

Un factor muy importante en las válvulas de control es su especificación, para ellose deben tener en cuenta una serie de factores importantes.

A continuación se dan unas pautas para la especificación y selección de las válvulas.

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15. Mantenimiento industrial. Nivel de suministro

Define la cualificación del proveedor en cuanto l conjunto de medios que puedaofrecer en el proceso de especificación. Fabricación, entrega y garantía post – venta.Se concreta en:

- Poseer un manual de garantía de calidad

- Medios humanos y técnicos para:

Pruebas e inspecciones (hidráulicas, criogénicas, funcional, etc)

Ensayos de resistencia, dureza, etc.

Ensayos no destructivos.

Procedimientos y personal homologado.

- Control de documentación:

Certificados de todo tipo bajo normas: ANSO-DIN-ISO.

Certificados normativas PED y ATEX

Planos dimensionales

Instrucciones de mantenimiento y montaje

Lista de despieces

Estudio informatizado de recambio recomendados con criterios deintercambiabilidad

-Disponibilidad de asistencia técnica

Durante la fabricación y mantenimiento posterior

- Posibilidad de reposición y/o suministro:

Tanto de válvulas como de piezas de recambio

Stock en bruto y piezas acabadas.

SISTEMAS DE CONTROL

El objetivo de este punto no es el explicar en detalle lo que es un sistema decontrol, ni como se debe especificar, sino que se entienda como se integra dentrode todo lo que hemos hablado hasta ahora, es decir cómo se cierra el círculo desdeun instrumento que mide la variable de proceso, hasta el elemento final de control,pasando por el sistema de control.

Los sistemas de control tienen la misión de recibir las variables de procesoprocedentes de los instrumentos, procesarlas, ejecutar órdenes y gestionar lassalidas a los elementos finales de control (control o todo-nada).

Como información y cultura general, a continuación se dan unas fechas de laevolución que pueden ser interesantes:

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– Etapa inicial: 1958 a 1964

– Ordenador Centralizado: 1965 a 1970

– Miniordenadores: 1971 a 1975

– Control Distribuido: desde 1975

A grandes rasgos existen dos posibilidades a la hora de seleccionar el tipo desistema de control a utilizar, por una parte están los Controladores LógicosProgramables (PLC´s) unidos a un SCADA (Supervisory Control and DataAdquisition), y por otra están los SCD´s (Sistemas de Control Distribuido).

Existe un gran debate abierto sobre la conveniencia de utilizar uno u otro,especialmente generado por los grandes suministradores de sistemas, pero lo ciertoes que cada vez más se parecen unos a otros. Los primeros se utilizan cuando elcontrol es principalmente “discreto” (todo-nada) o el volumen de señales esrelativamente pequeño.

El SCD se utiliza para grandes proyectos y control mayoritariamente analógico.

Otro punto a tener en cuenta son las comunicaciones e interfases, con otrossistemas. La mayoría de suministradores ya aceptan casi todos los protocolos decomunicaciones, todo tipo de señales de entrada/salida etc.

Centrándonos un poco más en los SCD, estos se basan en tres principalessubsistemas:

– Interfase con el proceso (tarjetas de entrada/salida, controladores, etc.).

– Interfase con el operador (pantallas de visualización y software).

– Vías de datos o buses de interconexión (redes Ethernet, profibus, etc.).

Digamos que la interfase con el proceso, y más en concreto los controladores, sonel corazón de la instalación, y por el pasa toda la información.

En el sistema de control se ejecuta todas las acciones de control como pueden ser:

– Control analógico.

– Control todo-nada.

– Gestión de alarmas.

– Generación de informes.

– Registro de señales.

– Funciones de cálculo.

– Secuencias de arranque.

– Gestión de las comunicaciones.

{salto de capitulo}

Tareas de mantenimiento

Introducción

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Se puede afirmar que el mantenimiento engloba las operaciones y cuidadosnecesarios para que los edificios, instalaciones y equipos funcionen adecuadamente,desempeñando correctamente el servicio para el que fueron diseñados.

Hay que subrayar que el mantenimiento busca, ante todo, conservar el servicio quesuministra cada uno de los equipos, instalaciones y otros elementos; no laconservación física de los mismos; en otras palabras, es más importante el servicioque presta cada elemento que el elemento mismo.

Las anteriores aseveraciones, no son conceptos extraños cuando se hace referenciaal mantenimiento de las instalaciones productivas. El objetivo del mantenimiento esprolongar la vida útil, de manera económica favorable, de todos los recursos inclusoel medio ambiente en el que se desarrollan las actividades de la empresa; por mediode actividades y procedimientos que buscan evitar el desgaste y destrucción de losbienes puestos al servicio del proceso productivo, hasta la restitución del servicio dealgún elemento cuando se presente una anomalía que lo interrumpa.

Las tareas en mantenimiento son los trabajos que podemos realizar para cumplir elobjetivo de evitar el fallo o minimizar sus efectos. Estas operaciones se atendrán alo dispuesto en las reglamentaciones industriales específicas en cuanto a superiodicidad, contenidos de las mismas y requisitos que deben cumplir quienesefectúen estos trabajos.

Los principales aspectos a considerar en relación a las tareas se referirán a:

- Elementos, mecanismos y secciones para clasificar y el tipo de actividadesespecíficas que se les va a proporcionar a cada máquina o equipo.

- Establecer el tipo y la frecuencia para la realización de las actividades delmantenimiento preventivo.

Si bien, inicialmente solo contamos con las instrucciones y/o recomendaciones delfabricante (manuales de operación y mantenimiento), la acumulación de datoshistóricos de reparaciones de maquinaria y equipos, la cual se efectúa por medio detarjetas de registro de fallas y sus correspondientes reparaciones realizadas, permiteconocer los problemas, analizar las condiciones y dificultades ocurridas, y nosindicarán las acciones que debemos implantar.

Las actividades generales que son proporcionadas, son:

Inspección:Se realiza con el fin de detectar:

• Fallas en potencia;

• Condiciones generales de funcionamiento;

• Confiabilidad de la operación.

Servicio:Se realiza con el fin de conservar en óptimas condiciones defuncionamiento por medio de:

• Lubricación;

• Limpieza;

• Ajuste;

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• Pintura.

Cambio:Se realiza en base a los registros, experiencia del personal yrecomendaciones del fabricante y los distribuidores, respecto a ciertas partes oelementos de maquinaria y/o equipo para conservar la eficiencia de estos dentro delos parámetros de funcionamiento.

A partir del conocimiento exhaustivo de las características de los elementos yequipos, componentes de cada instalación concreta, y una vez catalogados porfamilias o grupos y cumplimentadas sus correspondientes fichas, se podránestablecer las gamas o protocolos de revisiones específicas, de mantenimientopreventivo, que se deberán aplicar inicialmente a cada equipo o conjunto.

Para la identificación de estos protocolos específicosdebemos preparar un conjuntode tareas genéricas que les serían de aplicación a cada uno de los tipos de equipos.Así, podemos preparar tareas genéricas de mantenimiento para transformadores,motores, bombas, válvulas, etc.

Como complemento de los protocolos de revisiones de mantenimiento preventivopropuestos se deberán planificar las actuaciones de mantenimiento Técnico - Legalque correspondan a cada elemento de cada instalación específica.

Recuerde que cada planta es diferente, y en ocasiones las áreas de una planta noson similares, depende del trabajo que se realiza en cada una de ellas, el tipo demaquinaria, el recurso humano disponible, ambiente de utilización, ambientelaboral, etc. Sin embargo se realizará un plan general y se ajustará según lasnecesidades.

Rutinas de mantenimiento preventivo planificado (MPP)

Debido a la importancia del MPP en la prolongación de la vida útil de los equipos, yen el mantenimiento de su funcionamiento adecuado, se han determinado diezpasos generales que debe poseer una rutina de mantenimiento. Estos pasosgenerales son los que constituyen la base de las rutinas para cada equipo; suaplicabilidad es determinada por las características específicas de cada equipo.Estos pasos son:

1. Inspección de condiciones ambientales

2. Limpieza integral externa

3. Inspección externa del equipo *

4. Limpieza integral interna

5. Inspección interna *

6. Lubricación y engrase *

7. Reemplazo de ciertas partes

8. Ajuste y calibración *

9. Revisión de seguridad eléctrica *

10. Pruebas funcionales completas *

* Acciones que involucran posible verificación funcional.

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16. Mantenimiento industrial. Condicionesambientales (1/2)

1. Inspección de las condiciones ambientales en las que se encuentra el equipo:

Observar las condiciones del ambiente en las que se encuentra el equipo, ya sea enfuncionamiento o en almacenamiento. Los aspectos que se recomienda evaluar son:humedad (sólo para equipos electrónicos), exposición a vibraciones mecánicas (sólopara equipos electrónicos), presencia de polvo, seguridad de la instalación ytemperatura (para equipos eléctricos, mecánicos y electrónicos). Cualquieranormalidad o no cumplimiento de estas condiciones con lo establecido, debe sernotificado como observación en la rutina, o inmediatamente dependiendo de lasituación, y siguiendo el procedimiento especificado por el Jefe del Departamento deMantenimiento.

Humedad: La humedad del ambiente en el que trabaja el equipo, no debe ser mayora la que especifica el fabricante. Si no se cuenta con esta información, o con losmedios adecuados de medición, se puede evaluar por sus efectos, por ejemplooxidación de la carcasa, levantamiento de pintura de paredes o del equipo, etc. NOTA: Este aspecto está relacionado con la inspección visual del equipo.NOTA: Este aspecto está relacionado con la inspección visual del equipo.

Vibraciones mecánicas: Las vibraciones mecánicas pueden ser causa de falta decalibración mecánica o electrónica de algunos equipos, sobre todo los que necesitandeterminada precisión en los procedimientos que realizan.

Polvo: Tanto los equipos electrónicos, como los eléctricos y mecánicos, se venafectados en su funcionamiento y en la duración de su vida útil, por la presencia depolvo en su sistema. Revise que no haya una presencia excesiva de polvo en elambiente, visualizando los alrededores del equipo, en el equipo mismo, o laexistencia de zonas cercanas donde se produzca el mismo.

Seguridad de la instalación: Una instalación de un equipo insegura, ofrece unpeligro potencial tanto al equipo mismo, como a las personas. Revise que lainstalación del equipo ofrezca seguridad, ya sea que esté montado sobre unasuperficie, instalado en la pared, o sobre una superficie móvil. Si utiliza fijadores desucción (ventosas) verifique que estos estén en buenas condiciones, si el equipoposee puertas con apertura horizontal, revise la nivelación del mismo. Ademásverifique que la instalación eléctrica a la que éste está conectado, se encuentrepolarizada, protegida con medios de desconexión apropiados, y de instalaciónmecánica segura que no permita la producción de cortocircuitos o falsos contactospor movimientos mecánicos normales. Esto implicará el tomacorriente, y subtablerode protección y distribución más cercano.

Temperatura: La luz solar directa o la temperatura excesiva pueden dañar elequipo, o alterar su funcionamiento. Verifique cual es la temperatura permitida porel fabricante, si este dato no está disponible, corrobore que el equipo no esté enexposición directa al sol (a menos que se trate de un equipo de uso de intemperie),y que la temperatura no sea mayor a la del ambiente. En los equipos de refrigeraciónes importante que las instalaciones permitan disipar el calor proveniente delcondensador, esto requiere circulación libre de aire por el mismo, y que no existanotros equipos o condiciones que eleven la temperatura ambiental en la que seencuentran estos equipos.

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NOTA: Para cada equipo deberán evaluarse la aplicabilidad de las condiciones.

2. Limpieza integral externa:

Eliminar cualquier vestigio de suciedad, desechos, polvo, moho, hongos, etc., en laspartes externas que componen al equipo, mediante los métodos adecuados segúncorresponda.

Esto podría incluir:

• Limpieza de superficie externa utilizando limpiador de superficies líquido, lija,limpiador de superficies en pasta (robbin), etc.

• Limpieza de residuos potencialmente infecciosos utilizando sustanciasdesinfectantes como bactericidas y virucidas no residuales ni corrosivas en equiposcomo centrífugas, microcentrífugas, bombas de infusión, etc.

NOTAS:

Para esta tarea el técnico deberá utilizar los medios de protección necesarios (Porejemplo: guantes, mascarilla, gavacha, etc.)

De preferencia aquellos equipos que presenten en el mantenimiento del operadoresterilización, deben ser recibidos por el personal de mantenimiento sólo cuando yase haya realizado este procedimiento.

3. Inspección externa del equipo:

Examinar o reconocer atentamente el equipo, partes o accesorios que se encuentrana la vista, sin necesidad de quitar partes, tapas, etc., tales como mangueras, chasis,rodos, cordón eléctrico, conector de alimentación, para detectar signos decorrosión, impactos físicos, desgastes, vibración, sobrecalentamiento, fatiga,roturas, fugas, partes faltantes, o cualquier signo que obligue a sustituir las partesafectadas o a tomar alguna acción pertinente al mantenimiento preventivo ocorrectivo.

Esta actividad podría conllevar de ser necesario, la puesta en funcionamiento de unequipo o de una parte de éste, para comprobar los signos mencionados en elpárrafo anterior.

Actividades involucradas:

a) Revisión del aspecto físico general del equipo y sus componentes, para detectarposibles impactos físicos, maltratos, corrosión en la carcasa o levantamiento depintura, cualquier otro daño físico. Esto incluye viñetas y señalizaciones, falta decomponentes o accesorios, etc.

b) Revisión de componentes mecánicos, para determinar falta de lubricación,desgaste de piezas, sobrecalentamiento, roturas, etc. Esto incluye los sistemasneumáticos e hidráulicos, en los cuales también es necesario detectar fugas en elsistema.

c) Revisión de componentes eléctricos. Esto incluye: Cordón de alimentación: revisarque este se encuentre íntegro, sin dobleces ni roturas, o cualquier signo dedeterioro de aislamiento, el toma deberá ser adecuado al tipo y potenciademandada por el equipo y debe hacer buen contacto con el toma de pared. Hacermediciones con un multímetro si es necesario acerca de la conductividad del mismo,

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estado del portafusibles, etc. Cables de tomas: revisar que se encuentren íntegros,sin dobleces ni roturas, y que hace un buen contacto con el conector respectivo.Hacer mediciones de conductividad con un multímetro y con un simulador deinstrumentación verificando la buena transmisión de la señal.

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17. Mantenimiento industrial. Condicionesambientales (2/2)

4. Limpieza integral interna:

Eliminar cualquier vestigio de suciedad, desechos, polvo, moho, hongos, etc., en laspartes internas que componen al equipo, mediante los métodos adecuados segúncorresponda.

Esto podría incluir:

• Limpieza de superficie interna utilizando limpiador de superficies líquido, lija,limpiador de superficies en pasta (robbin), etc.

• Limpieza de residuos potencialmente infecciosos utilizando sustanciasdesinfectantes como bactericidas y virucidas no residuales ni corrosivas en equipos;como centrífugas, microcentrífugas, bombas de infusión, etc.

• Limpieza de tabletas electrónicas, contactos eléctricos, conectores, utilizandolimpiador de contactos eléctricos, aspirador, brocha, etc.

5. Inspección interna:

Examinar o reconocer atentamente las partes internas del equipo y suscomponentes, para detectar signos de corrosión, impactos físicos, desgastes,vibración, sobrecalentamiento, fatiga, roturas, fugas, partes faltantes, o cualquiersigno que obligue a sustituir las partes afectadas o a tomar alguna acción pertinenteal mantenimiento preventivo o correctivo.

Esta actividad podría conllevar de ser necesario, la puesta en funcionamiento de unequipo o de una parte de éste, para comprobar los signos mencionados en elpárrafo anterior.

Actividades involucradas:

Revisión general del aspecto físico de la parte interna del equipo y suscomponentes, para detectar posibles impactos físicos, maltratos, corrosión en lacarcasa o levantamiento de pintura, cualquier otro daño físico.

Revisión de componentes mecánicos, para determinar falta de lubricación, desgastede piezas, sobrecalentamiento, roturas, etc. Esto incluye los sistemas neumáticos ehidráulicos, en los cuales también es necesario detectar fugas en el sistema.

Revisión de componentes eléctricos, para determinar falta o deterioro delaislamiento, de los cables internos, conectores etc., que no hayan sido verificadosen la revisión externa del equipo, revisando cuando sea necesario, el adecuadofuncionamiento de estos con un multímetro.

Revisión de componentes electrónicos, tanto tarjetas como circuitos integrados,inspeccionando de manera visual y táctil si es necesario, el posiblesobrecalentamiento de estos. Cuando se trata de dispositivos de medición(amperímetros, voltímetros, etc.) se debe visualizar su estado físico y comprobar sufuncionamiento con otro sistema de medición que permita verificarlo con adecuadaexactitud.

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6. Lubricación y engrase: Lubricar y/o engrasar ya sea en forma directa o a travésde un depósito, motores, bisagras, baleros, y cualquier otro mecanismo que lonecesite. Puede ser realizado en el momento de la inspección, y deben utilizarse loslubricantes recomendados por el fabricante o sus equivalentes.

7. Reemplazo de ciertas partes: La mayoría de los equipos tienen partes diseñadaspara gastarse durante el funcionamiento del equipo, de modo que prevengan eldesgaste en otras partes o sistemas del mismo. Ejemplo de estos son los empaques,los dispositivos protectores, los carbones, etc. El reemplazo de estas partes es unpaso esencial del mantenimiento preventivo, y puede ser realizado en el momentode la inspección.

8. Ajuste y calibración: En el mantenimiento preventivo es necesario ajustar ycalibrar los equipos, ya sea ésta una calibración o ajuste mecánico, eléctrico, oelectrónico. Para esto deberá tomarse en cuenta lo observado anteriormente en lainspección externa e interna del equipo, y de ser necesario poner en funcionamientoel equipo y realizar mediciones de los parámetros más importantes de éste, demodo que éste sea acorde a normas técnicas establecidas, especificaciones delfabricante, o cualquier otra referencia para detectar cualquier falta de ajuste ycalibración. Luego de esto debe realizarse la calibración o ajuste que se estimenecesaria, poner en funcionamiento el equipo y realizar la medición de losparámetros correspondientes, estas dos actividades serán necesarias hasta lograrque el equipo no presente signos de desajuste o falta de calibración.

9. Pruebas funcionales completas: Además de las pruebas de funcionamientorealizadas en otras partes de la rutina, es importante poner en funcionamiento elequipo en conjunto con el operador, en todos los modos de funcionamiento queéste posea, lo cual además de detectar posibles fallas en el equipo, promueve unamejor comunicación entre el técnico y el operador, con la consecuentedeterminación de fallas en el proceso de operación por parte del operador o delmismo técnico.

10. Revisión de seguridad eléctrica: La realización de esta prueba se realizará deacuerdo a la normativa aplicable.

El cuidado para llenar el formulario de cada rutina es muy importante, pues así nose descuidan detalles que hacen al MPP más efectivo. Cada parte del formato debeser completado por el personal encargado de ejecutar la rutina.

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18. Mantenimiento industrial. Tareas

Tareas en las operaciones de automantenimiento

A continuación describimos una serie de tareas especialmente apropiadas paraelaborar gamas y estándares de automantenimiento.

1. Mecánica

- verificar estado superficial de guías de deslizamiento,

- detectar ruidos y holguras, colaborando en su corrección,

- observar posibles holguras de bridas-mecanismos de transferización, etc.aprovechando los cambios de útiles y herramientas,

- observar estado y cambiar, si procede, pequeño utillaje de desgaste comocasquillos-guía, garras, bridas, etc.

- verificar acoplamientos, juegos de rodamientos y todo tipo de fijaciones y ejes detransmisión,

- asegurarse que todas las fijaciones con tornillos están correctamente ensambladasy no hay tornillos flojos o rotos.

2. Herramientas y útiles de control

- efectuar reglajes y preparaciones de útiles y herramientas,

- efectuar cambios de herramientas y utillaje a los frecuenciales establecidos,

- conservar en buen estado los porta-herramientas,

- revisar estado de palpadores y calibres, efectuando etalonados cuando proceda.

3. Circuitos hidráulicos

- verificar diariamente el nivel de aceite y rellenar si procede comprobando lascausas y controlando consumos,

- comprobar presiones de todo el sistema hidráulico,

- observar ruidos o calentamientos excesivos en la bomba del grupo hidráulico,

- localizar fugas en todo el circuito (cilindros, válvulas, distribuidores, tuberías, etc.)y corregir si es posible o bien comunicar deficiencia a los profesionales demantenimiento,

- verificar existencia de posibles vibraciones en la red o golpes de ariete, avisando alos profesionales de mantenimiento si procede,

- reapretar racores de unión y comprobar buena fijación de soportes de tuberías.

4. Circuitos de engrase

- verificar niveles de aceite de engrase y rellenar si es necesario, así como presionesde engrase sobre vasos lubricadores, mecafluid, atomizadores, reductoras, etc.

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- localizar fugas y corregir si es posible,

- asegurarse de la llegada de lubricante a todos los puntos de destino,

- en general, observar fugas por uniones de tuberías comprobando fijaciones ycorrigiendo si es posible.

5. Circuitos eléctricos

- mantener puertas cerradas de los armarios,

- quitar tensión al finalizar la jornada utilizando seccionador general situado sobrearmario eléctrico,

- comprobar lámparas de señalización cambiando si es necesario (test de lámparas),

- observar estado y posicionamiento correcto de detectores y finales de carrera,limpiando y reglando si es necesario,

- observar estado de juntas de estanqueidad de dispositivos eléctricos, cambiandosi están deteriorados,

- avisar a los servicios de mantenimiento tras observar cualquier anomalía en elciclo de trabajo no subsanada de inmediato,

- verificar estado general de canalizaciones eléctricas de todo el circuito y estado debandejas porta-cables,

- limpieza exterior de motores eléctricos y revisión de estado de ventiladores,comprobando consumo, ruidos extraños, calentamientos, etc.,

- mantener limpio y en buen estado las protecciones visuales de autómatas,lámparas de señalización, etc.

6. Circuitos neumáticos

- verificar estado general de redes del circuito, cilindros y distribuidores,corrigiendo fugas si existen y reapretar racores,

- a final de jornada de trabajo cerrar la llave de paso general de aire comprimido,

- realizar la purga de filtros semiautomáticos y manuales de los equipos deacondicionamiento,

- verificar diariamente nivel de aceite en vaso del equipo acondicionador de aire,

- limpiar silenciosos de escape,

- observar presiones en manómetros, reglando si es necesario,

- comprobar el estado de componentes del circuito neumático.

7. Equipos de manutención y de alimentación

- verificar estado general de rodillos transportadores, comprobando holguras yruidos extraños,

- verificar estado general de protecciones,

- revisar y corregir, si procede, holguras y desgastes en cadenas y cintas

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transportadoras,

- observar ruidos y calentamiento en motor-reductores, comprobando:

- nivel de aceite,

- tensión de cadena,

- ruidos y calentamientos anormales,

- verificar y realizar, si procede, lubricación de piñones y cadenas de transmisión,

- comprobar funcionamiento uniforme de mecanismos dosificadores.

8. Limpieza en general

- realizar limpieza detallada de útiles de control, posicionamiento de piezas,bridajes, pasos de transferización, etc.,

-mantener el entorno de los puestos de trabajo y de las máquinas en perfectascondiciones de orden y limpieza, evitando todo tipo de salpicaduras de refrigerantesy virutas,

-conservar en buen estado las protecciones fijas-móviles de tipo fuelle, etc.,cambiando o reparando si procede.

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19. Mantenimiento legal

Dentro de las tareas de mantenimiento, hay un grupo muy especial de éstas que nodecide ni el propietario, ni el Jefe de Planta ni los fabricantes de los equipos: son lastareas marcadas por disposiciones legales, que por supuesto, son de obligadocumplimiento. Habitualmente se conoce a este grupo de tareas ‘mantenimientolegal’ ’ .

El mantenimiento legal es una actividad sujeta a normas en el desarrollo de susobligaciones que aplican las disposiciones de los reglamentos de seguridad y susInstrucciones Técnicas Complementarias en los Planes de Mantenimiento. El controllo ejerce la Administración, con el siguiente objetivo: El factor de riesgo derivado delas instalaciones consideradas obliga a elevar la diligencia y las precauciones paraevitar la producción del daño a las personas, a las cosas y al medio ambiente.

Este tipo de obligaciones varían con el tipo de instalación y su tamaño; evolucionancon el tiempo; varían de unos países a otros; e incluso, dentro del mismo país,pueden variar de unas regiones a otras. Establecer pautas fijas y válidas para todaslas instalaciones en todos los países, regiones y en todo momento es algo imposible.

Entre los equipos e instalaciones sujeto a mantenimiento legal, figuran entreotras las siguientes:

Instalaciones industriales y edificios

• Centrales eléctricas (Térmicas y nucleares)

• Hospitales

• Hoteles

• Centros comerciales

• Complejos administrativos de oficinas

• Instalaciones depuradoras de agua potable

• Complejos petroquímicos

• Instalaciones de gas y G.L.P.

Material móvil

• Automóviles

• Trenes

• Aviones

• Barcos

• Ascensores

Equipamiento de prevención y emergencia

• Grupos electrógenos

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• Extintores

• Instalaciones de detención y extinción de incendios

• Prevención y control de la legionelosis

Equipos en una planta industrial

Los equipos que en una planta de industrial están sometidos a mantenimiento legalson habitualmente los siguientes:

• Calderas

• Tuberías a presión

• Aparatos a presión (además de caldera y tuberías a presión)

• Aire Acondicionado

• Puentes grúa y otros equipos de elevación.

• Carretillas elevadoras

• Vehículos

• Estación de Regulación y Medida de Gas

• Planta de GNL

• Sistema contra incendios

• Red de aire comprimido

• Almacenamiento de productos químicos

• Contadores de gas

• Contadores eléctricos

• Torres de refrigeración

• Sistemas eléctricos de alta tensión (>1000 voltios)

• Sistemas eléctricos de baja tensión (<1000 voltios)

De todas las pruebas e inspecciones que hay que realizar, es necesario conservar adisposición de las autoridades competentes los correspondientes registrosdocumentales de los trabajos efectuados y sus resultados.

Hay que tener en cuenta que el incumplimiento de obligaciones legales puedeconllevar tres tipos de responsabilidades: Administrativas, civiles y penales.

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20. Normativas en mantenimiento industrial

Normativas de referencia

Como simple referencia, teniendo siempre presente que la normativa cambia con eltiempo, y que a una planta concreta le afecta la normativa supranacional, nacional,regional y local, la tabla siguiente contiene una relación de normas de obligadocumplimiento vigentes en España.

Resumen de las principales obligaciones legales de mantenimiento en plantasindustriales

La siguiente tabla contiene, a modo de resumen, algunas de las principalesobligaciones legales referentes a mantenimiento, que emanan de las normasreglamentarias en vigor en el año 2009. Es necesario insistir en que para cadainstalación deben comprobarse que las tareas descritas aplican, si existen otras

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normativas que también deben considerarse y que las normas cambian con eltiempo.

INSTALACIÓN LEGISLACION Quien deberealizarlo

Inspecciones

Instalacióneléctrica

RD 3275/1982 MantenedorAutorizado

Protecciones

Trasformadores (ensayorigidez dieléctrica aceite

Instalación degas

RD/2913/1973Orden 18 Nov1974

Empresaespecializada

Protecciones contracorrosión

Uniones

Inspección Visual

Instalación deaparatos apresión

RD/1244/1979MantenedorAutorizado

Válvulas de seguridad

Preostatos de seguridad

Falta de corriente

Falta de agua

Reloj de tiempo

Toma de tierra

Otros

Instalación deairecomprimido

RAP

ITC MIE AP-17


Válvulas y equipos deseguridad de seguridad

Instalacióncontraincendios

RD 1943/1993MantenedorAutorizado

Sistema automático dedetección de alarma(RD/1942/1993)

Sistema abastecimientode agua (RD/1942/1993)

Sistemas fijos deextinción (RD/1942/1993)

Instalacióncontraincendios

RD 2267/2004Empresaespecializada

Sistema deabastecimiento de agua(RD/1942/1993)

Extintores(RD/1942/1993)

Torres derefrigeración

NTP 692 MantenedorAutorizado

Medición Legionella

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Torres derefrigeración

NTP 692 Empresaespecializada

Turbidez

Hieero Total

Aerobios

pH

Tª

Conductividad

______________________

Medición CI o Biocidautilizado

Mantenimientode productosquímicos

RD 379/2001

ITC-MIE-APQ-006

RD 668/1980


Duchas y lavaojos. EPIs

Libro de registro deinspecciones realizadas

Fundaciones

Pernos de anclaje

Toma de tierra

Niveles indicadores

Tubuladuras

Pintura/aislamiento

Asentamientos

Espesores

Válvulas y accesorios

Cubetos y sistemas dedrenaje.

En relación al mantenimiento, los libros de registro obligatorios en una plantaindustrial suelen ser los siguientes:

* Libro de aparatos a presión, sustituible por un sistema informático endeterminados casos y previa autorización

* Diario de calderas, sustituible por el libro de turno de la instalación

*Libro de Torres de refrigeración

*Libro de emisiones

* Libro de sistemas de alta tensión

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*Libro de almacén de productos químicos

Además de éstos pueden existir otros ajenos al mantenimiento y que tambiénpueden ser de carácter obligatorio (libro de salidas de residuos peligrosos, deaceites usados, libros de registro de entradas-salidas de combustibles, libros deregistro de importaciones y exportaciones de electricidad, libro relacionados con elpersonal, libro de visitas oficiales de la administración, etc.).

La tabla siguiente contiene una relación de los libros de registro y la documentaciónacreditativa de la realización de las obligaciones legales de mantenimiento

RELACION DE LIBROS DE REGSITRO, ACTAS E INFORMES QUE ACREDITAN LAREALIZACION DE MANTENIMIENTO LEGAL

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