lunes, 25 de julio de 2011

La caldera es un aparato que trabaja a presión, está construida en parte con acero laminado a semejanza de muchos contenedores de gas, su funcionamiento se rige por las leyes de la termodinámica y su correcta operación depende de la combustión, la transferencia de calor y de las medidas de seguridad.

Estos equipos basan su funcionamiento en las leyes de la termodinámica; la primera ley conocida también como el principio de la conservación de la energía establece que: ''la energía no puede ser creada ni ser destruida, solo puede ser transformada'' y en la mayoría de casos es imposible convertir completamente toda la energía de un tipo en otro sin pérdidas, es decir que no existe máquina perfecta. Y en la segunda ley de la termodinámica se establece la dirección unidireccional en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura.

Estas máquinas son diseñadas para generar vapor para diferentes fines de industriales como en los hospitales para esterilizar los instrumentos médicos, en los grandes comedores para lavar las vajillas, así como para la elaboración de alimentos en marmitas, entre otras aplicaciones. El vapor se genera a través de la transferencia de calor en las tuberías en las que el fluido, originalmente en estado líquido, se calienta y cambia al estado gaseoso.

Los tres aspectos más importantes para considerar en el mantenimiento de calderas están enfocados principalmente en el proceso de combustión, el tratamiento químico del agua y en los sistemas seguridad de la caldera.

Proceso de combustión:Las calderas emiten a la atmósfera diversos compuestos contaminantes que contribuyen al efecto invernadero, a la degradación de la capa de ozono, a la alteración del clima y por consiguiente al deterioro del medio ambiente. En las calderas la emisión de contaminantes tiene su origen en los gases resultantes del proceso de la combustión. En función de la eficiencia obtenida en el proceso se determina el valor de estas emisiones, por lo que se debe asegurar que la combustión se realice de forma tal que se logre el máximo aprovechamiento de la energía disponible y al mismo tiempo que este proceso sea amigable con el ambiente. Para esto el MINAET, (Ministerio del Ambiente Energía y Transportes), tiene establecidos los parámetros mínimos y obligatorios con el fin de asegurar la eficiencia del equipo y la protección al ambiente.

Los principales factores que influyen en lograr estos parámetros son la calidad del combustible utilizado (bunquer, diesel, madera, biomasa, etc,) y el porcentaje de exceso de aire.

Existen técnicas y agentes importantes dentro del mantenimiento de calderas para asegurar la calidad de combustión que van desde monitorear periódicamente las calibraciones y ajustes hasta la aplicación de aditivos en el combustible los cuales reducen el impacto ambiental y logran importantes ahorros para la empresa. Es importante programar varias limpiezas internas durante el año para garantizar una adecuada transferencia de calor.

Tratamiento químico del agua:Es muy importante asegurar un adecuado proceso de transferencia de calor de la combustión al proceso de evaporación del agua. El agua naturalmente pura contienen minerales, la cual al ser expuesta a temperatura para evaporarla hace que se concentren ciertos compuestos como calcio, magnesio y sulfatos, los cuales se adhieren a las paredes de los tubos del lado del agua, formando lo que conocemos como incrustaciones, las cuales tienen como característica ser excelentes aislantes del calor, por lo cual no son deseados en la transferencia de calor entre el proceso de combustión y la generación del vapor de una caldera. La formación de incrustaciones es energéticamente inconveniente y por lo tanto traen consigo perdidas económicas importantes para la empresa. Para combatir este problema se realiza un tratamiento químico anti-incrustante para mantener disueltas las partículas de estos compuestos volviéndolas insolubles en el agua y logrando la separación de los mismos y luego eliminadas por medio de la purga del sistema. Actualmente podemos encontrar, en una menor escala pero igualmente importante, procesos alternativos que utilizan técnicas innovadoras y naturales como el uso del magnetismo para lograr los mismos o mejores resultados.

Sistema de protección y seguridad de la caldera:Una caldera fuera de control puede convertirse en lo equivalente a una bomba con el poder de destruir todo a su alrededor debido a la energía acumulada en su interior. Por esta razón la caldera se convierte en una de las maquinas industriales con mayores medidas de seguridad. Estas poseen sistemas de protección redundantes, los dispositivos primarios son elementos como presostatos de trabajo y en el segundo nivel están los presostatos de seguridad.

El MINAET exige por ley una certificación anual de verificación del correcto funcionamiento de las calderas, emitido por un profesional como un ingeniero mecánico o de mantenimiento industrial, certificado por el CFIA, para otorgar el permiso de funcionamiento de la caldera por un año, lo cual nos asegura el perfecto funcionamiento y la seguridad de todo el personal dentro de las instalaciones.

En cuanto a su manejo e inspección sólo los técnicos capacitados deben operar las calderas, ellos deben conocer bien el manual de operación y las instrucciones del fabricante. Los operadores de calderas deben revisar las calderas con frecuencia en búsqueda de fugas, combustión correcta, funcionamiento de los dispositivos de seguridad e indicadores, indicios de superficies rajadas, prominencias, corrosión u otras deformidades las cuales deben ser reparadas de inmediato. Se debe inspeccionar que el sistema de combustible, incluyendo las válvulas, tuberías y tanques, esté funcionando correctamente y sin fugas. Se debe verificar la relación de aire a combustible, la condición del tiro y la llama para asegurarse de que ésta no sea demasiado alta ni que eche humo. Los sistemas de ventilación también deben inspeccionarse para asegurar que los gases producto de la combustión no se acumulen en la sala de calderas. El área que rodea a la caldera debe mantenerse libre de escombros y no se deben almacenar materiales combustibles cerca de ninguna caldera. Debido a que las calderas tienen superficies calientes, debe haber suficiente espacio a su alrededor para que los trabajadores puedan moverse en la sala de calderas. Las salas de calderas pueden ser ruidosas, por lo tanto el área debe estar identificada como tal y los trabajadores deben usar protectores para los oídos cuando trabajen dentro de la sala de calderas. Únicamente los técnicos autorizados pueden hacer reparaciones en las calderas, estos deben usar equipos de protección personal, tales como cascos, guantes para trabajo pesado, protección para los ojos y overoles. Cuando entren en una caldera para efectuar reparaciones o tareas de mantenimiento deben tratarla como un espacio cerrado que requiere permisos.



Por: Ing. Renato Soto con apoyo de un colega.

Posted on lunes, julio 25, 2011 by Resumen

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miércoles, 20 de julio de 2011

El contenido de humedad en el aire es vital para el desarrollo de la vida, sin embargo las altas concentraciones en lugares no adecuados tales como bibliotecas, casas habitación, oficinas, procesos industriales, cuartos de hoteles, hospitales, etc. pueden traer problemas de salud y pérdidas económicas. 

Logrando disminuir la humedad se puede eliminar en gran medida la existencia de ácaros, moho y hongos para vivir en un ambiente saludable, también se puede controlar determinados procesos de fabricación y almacenaje donde se exige minimizar los porcentajes de humedad para evitar las anomalías y daños a equipos electrónicos, además evitar el deterioro de elementos de decoración o arte; reducir las dolencias de las vías respiratorias e incluso prevenir el deterioro de sustancias orgánicas como los productos alimenticios, entre otras muchas más aplicaciones. 

La deshumidificación es el proceso de retirar el vapor de agua contenida en el aire, llamada también humedad.  Existen al menos dos procesos diferentes para remover la humedad del aire, estos son: por enfriamiento hasta alcanzar una temperatura por debajo del punto de rocío, y poner en contacto un desecante con el aire, con lo cual la humedad del aire migra hacia el desecante impulsado por la diferencia en las presiones de vapor entre el aire y el desecante.

Deshumidificación por enfriamiento: El aire puede deshumidificarse con sistemas de aire acondicionado convencionales de compresión de vapor. Estos enfrían al aire a una presión constante hasta una temperatura abajo de la temperatura del punto de rocío, ocurre que se condensa parte del vapor de agua presente en el aire. Este tipo de deshumidificación es el más utilizado en los equipos de aire acondicionado comercial y residencial. Para realizar este proceso el evaporador, del sistema de compresión de vapor, debe operar a una temperatura más baja que la que es requerida para extraer la carga de calor latente de enfriamiento del espacio acondicionado, esto hace que el sistema tenga bajos coeficientes de operación. 

Deshumidificación por desecantes: Un desecante es una sustancia química que tiene una gran afinidad por la humedad, es decir, es capaz de extraer o liberar vapor de agua del aire, en cantidades relativamente grandes con relación a su peso y volumen. Los desecantes pueden ser sólidos o líquidos, varios tipos de desecantes sólidos son ampliamente usados entre ellos tenemos por la silica gels, cloruro de litio y malla molecular. La silica gels contienen numerosos poros y capilares en la cual el agua es condensada y contenida, tiene una alta capacidad de absorber la humedad y puede regenerarse si se somete a una alta temperatura. Cuando retienen o liberan humedad lo hacen sin estar acompañados de cambios químicos, el único cambio es la adición de la masa de vapor de agua al desecante.  
La deshumidificación del aire con desecantes ocurre cuando la presión de vapor de la superficie del desecante es inferior a la del aire ambiente, entonces el desecante absorbe vapor de agua del aire. Cuando el vapor de agua es absorbido la presión de vapor en el desecante se incrementa hasta experimentar el equilibrio. Para poder reusar el desecante es necesario regenerarlo, es decir, quitarle la humedad. La regeneración del desecante se logra calentándolo para que se incremente su presión de vapor, seguida por el contacto de una corriente de aire que tiene una presión de vapor de agua más baja, repitiéndose el ciclo una y otra vez. 

El impacto de los deshumificadores en la industria es realmente importante pues además de conservar los productos brinda un ambiente confortable para las personas; existe una gran variedad de equipos con diferentes capacidades según sea su aplicación, se recomienda adquirir aquellos que cuenten con un apropiado respaldo técnico tanto como de stock de repuestos. 


Por: Ing. Renato Soto

Posted on miércoles, julio 20, 2011 by Resumen

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lunes, 11 de julio de 2011

Para quienes tengan que llevar su vehículo a revisión técnica les puede ser útil este video que muestra el funcionamiento de un catalizador cerámico en los automóviles. Explica muy gráficamente como son las reacciones químicas que se producen en su interior.

En el tubo de escape de los coches de gasolina se instala un catalizador el cual elimina buena parte de los gases altamente nocivos producidos durante la combustión mediante su oxidación catalítica.
Básicamente el catalizador es un recipiente que en su interior suele haber entre dos y tres rodajas de cerámica. Observado la cerámica con detenimiento se ve que esta construida en una estructura parecida a un panal de abeja pero de sección triangular en vez de hexagonal. Esto tiene como objeto conseguir la mayor superficie útil de contacto entre los gases que lo atraviesan. Estos paneles, están construidos en cerámica de almunia u oxido de circonio o una mezcla de ambos con cerca de un gramo de platino o paladio depositado en sus paredes.
El efecto catalizador lo consigue el platino y la cerámica no tiene otro objeto que proporcionar un soporte resistente a temperaturas elevadas.

El catalizador de un auto actúa sobre tres gases, principalmente, estos son el monóxido de carbono, los hidrocarburos y los óxidos de nitrógeno, y su principal función es reducir los montos que se emana de estos nocivos gases.

A fin de lograr su objetivo, el catalizador divide su funcionamiento en dos fases.

La primera es la denominada Reducción Catalítica, donde las moléculas de óxidos de carbono se rompen al contacto con la superficie catalítica, dando origen a moléculas de nitrógeno y oxígeno.

La segunda fase es la llamada Oxidación Catalítica. En este momento, el catalizador permite completar la combustión del monóxido de carbono y de los hidrocarburos residuales gracias a la inyección proporcional de oxígeno, de este modo, la combustión se completa y los gases emanados cuentan con un nivel de oxígeno adecuado.


Tomado del comentario del Profesor Frank de Copenhague y de misrespuestas.com

Posted on lunes, julio 11, 2011 by Resumen