FUNDACIÓN INFOCAL CARRERA DE INST. INTEGRALES Y DE GAS

MODALIDAD: PROYECTO DE GRADO

TEMA:

FABRICACIÓN DE HORNO CON SISTEMA DE CONTROL Y SEGURIDAD DE GAS

PARA LA PIZZERÍA “NAPOLI”

POSTULANTES: FLORES A. ELVIS TERRAZAS MAGNE. DANIEL V. TUTORES: LIC. JIMMY LEONI M. ING. JORGE TORRICO

GESTIÓN 2012 COCHABAMBA – BOLIVIA

Agradecimientos

Queremos agradecer en primer lugar a nuestros tutores por su interés en el éxito de este

proyecto. Al Ing. Jorge Torrico, por su dedicación y por su constante apoyo académico, los contactos con profesores o profesionales especializados en las aéreas relacionadas, y por su intervención en la obtención de los materiales. A Lic. Jimmy Leoni, por su invaluable introducción y orientación en el área de preparación de proyecto, y por su constante disposición para ayudarnos y asesorarnos.

Queremos además manifestar nuestro agradecimiento al Instituto de Formación y Capacitación Laboral (INFOCAL), quien hizo posible la compra de algunos de los materiales necesarios para el proyecto.

Además extendemos nuestro agradecimiento a aquellas personas del Institución

INFOCAL que directa o indirectamente colaboraron en el entendimiento de temas específicos de su área de investigación. Al docente del curso de instalaciones comerciales y multifamiliar: “Quemadores”, dictado en el tercer semestre del 2008, por permitirnos cursarlo, ya que nos brindo conocimientos que nos fueron muy útiles en etapas como la construcción del quemador y calculo de potencia necesario.

A todos aquellos docentes del INFOCAL que se vieron afectados de alguna forma u

otra por los cambios espaciales, que se hicieron en el taller de instalaciones integrales y de gas, para la ubicación de los materiales del proyecto.

Por último, debemos agradecer a todas las personas, tanto de Institución como de nuestro entorno laboral y personal, que nos han prestado colaboración, apoyado y alentado, día a día a lo largo de todo el proyecto.

Resumen

La construcción de un Horno Apropiado para la pizzería “Napoli” según sus requerimientos específicos nos llevo a realizar los siguientes análisis para fabricar un horno de alto rendimiento térmico y económico.

Se han estudiado de Horno de tipo de una cámara, de cámaras superpuestas, de túnel o cinta continua y aire caliente. Donde se selecciono un horno de cámara superpuesta para una capacidad requerida de producción de 120 pizzas diarias, en donde por un 1 ciclo de cocción se cocinarían de 1 a 8 pizzas por cámara.

Eficiencia térmica de hornos de pizzería comunes son bajos debido a sus malos aislamientos térmicos. Así afectando a la Rentabilidad de la pizzería. El presupuesto de construcción del Horno arroja la suma de 8423.10 Bolivianos aproximadamente, distribuidos en materiales e insumos mano de obra, Equipos y accesorios. El expediente contiene la planimetría total del horno procesadas en formato autocad con la distribución de planta, techos, elevaciones frontales, posteriores y laterales; cortes longitudinales y transversales. Detalles y especificaciones técnicas. Finalmente, acompañan al expediente el manual de operaciones y seguridad Del horno, costos y presupuestos, anexos.

Índice general

Capitulo 1 Introducción 1.1 Descripción de problema 1.1. Justificación 1.2. Objetivos

1.2.1. Objetivos general 1.2.2. Objetivo específicos

Capitulo 2 Antecedentes 2.1. Historia del horno 2.2. Historia de la pizza

2.2.1. Los orígenes

Capitulo 3 Descripción 3.1. Hornos

3.1.1. Sistemas de caldeo 3.1.2. Forma de trabajo

3.2. Quemadores 3.2.1. Quemadores atmosféricos 3.2.2. Quemadores mecánicos

3.3. Aislante térmico 3.3.1. Tipos de aislantes

3.4. Termopar 3.4.1. Tipos de termopares

3.5. Electroválvulas 3.5.1. Tipos de válvulas de solenoide

3.6. Sistema de control de temperatura 3.6.1. On-off control: 3.6.2. Time proportioning 3.6.3. Current proportioning 3.6.4. Position proportioning

3.7. Encendido 3.7.1. Encendido piezoeléctrico 3.7.2. Encendido de llama piloto

1 1 2 3 3 3 4 4 5 5 7 7 7 9 10 10 11 13 13 15 15 17 18 26 27 27 28 28 30 30 30

Capitulo 4 Evaluación de hornos 4.1. Problemas de Funcionamiento de los Hornos Tradicionales

4.1.1. Combustión incompleta de los combustibles empleados 4.1.2. La mayor parte de los hornos son caseros

4.2. Problemas Seguridad del Horno 4.2.1. Comprendiendo el Problema 4.2.2. Algoritmo en el Proceso de Cocción de pizza

4.3. Problemas de eficiencia 4.3.1. Eficiencia de combustible 4.3.2. Eficiencia del quemador

Capitulo 5 Propuesta e Ingeniería de Diseño del Horno 5.1. Características y Dimensionamiento de la Cámara del Horno

5.1.1. Cámara de cocción 5.1.2. Cámara de combustión 5.1.3. Ductos de Succión 5.1.4. Orificios de alimentación de aire

5.2. Características técnicas e Innovaciones del Horno 5.2.1. Cerrado hermético de puerta 5.2.2. Aislante térmico 5.2.3. Cámara de cocción 5.2.4. Control técnico de la temperatura 5.2.5. Señal de control de temperatura 5.2.6. Control de técnico de caudal de gas 5.2.7. Control técnico de encendido de llama 5.2.8. Diseño del Quemador principal 5.2.9. Diseño y construcción de un tubo venturi rediseñado

5.3. Características Constructivas del Horno 5.3.1. Construcción del Horno 5.3.2. Construcción de Quemador 5.3.3. Sistema de control y seguridad

5.4. Análisis de Presupuesto 5.4.1. Calculo del costo total 5.4.2. Costos operativos 5.4.3. Precio de venta

5.5. Pruebas De Seguridad 5.5.1. Pruebas de fugas 5.5.2. Pruebas del Sistema Electrónico de Controlador de Temperatura 5.5.3. Prueba de Quemador

31 31 31 31 32 32 33 34 34 35 36 36 37 37 37 37 38 38 38 38 38 39 40 40 41 46 49 50 55 56 57 58 61 61 62 62 62 62

Capitulo 6 Conclusiones y consideraciones Diseño del Horno 6.1.Análisis del Equipo de controles 6.2.Evaluación De Trabajo Del Quemador

6.2.1. Quemador De Potencia 20 Kw sin inter encendido 6.2.2. Quemador De Potencia 22.00 Kw Venturi Estándar 6.2.3. Quemador De Potencia 22.00 Kw Venturi rediseñado

6.3.Evaluación de temperatura del Horno 6.3.1. Resultados de Optimización de Aislantes 6.3.2. Aumento de temperatura en el horno 6.3.3. Perdida de calor en el horno

6.4.Evaluación del consumo de combustible 6.5.Manual de Operación Y Mantenimiento

6.5.1. Manual de procedimiento de funcionamiento 6.5.2. Manual de Mantenimiento Y seguridad

6.6.Conclusiones y Recomendaciones Bibliografía Anexos Apéndice A

A-1 Dimensionamiento de venturi A-2 Longitud de rama A-3 Numero de orificios

Apéndice B Planos

Apéndice C Electroválvula Danfoss de 2/2 vías modelo EV220B 1-50 Controlador digital Altronic Mod. CMO 04

Apéndice D Fotografías del Horno Actualmente en la Pizzería NAPOLI Apéndice E Fotografías del Horno Propuesto y su fabricación NAPOLI

63 63 63 64 66 67 68 68 69 71 72 73 73 74 75 76 77 77 78 80 81 82 93 100 103

Índice figuras

Figura 1: esquema de funcionamiento de quemador atmosférico Figura 2: funcionamiento de un termopar Figura 3: válvula de solenoide típica de acción directa, normalmente cerradas de dos vías Figura 4: válvula de solenoide operada por piloto, normalmente cerrada de dos vías con pistón flotante Figura 5: válvula de solenoide típica de dos vías, de acción directa, normalmente cerradas Figura 6: válvula de solenoide de dos vías, operada por piloto Normalmente cerrada, con diafragma flotante Figura 7: válvula de solenoide de dos vías, de acción directa Normalmente abierta Figura 8: válvula de solenoide de dos vías, operada por piloto Normalmente abierta, con diafragma flotante Figura 9: (a) válvula de solenoide de tres vías, (b) válvula de solenoide de tres vías típica Figura 10: (a) válvula de solenoide de cuatro vías típica, (b) diagrama de funcionamiento Figura 11: diagramas de temperatura versus tiempo de respuesta de (a) sistemas ON-OFF (b) time proportioning Figura 12: esquema de control de temperatura Figura 13: encendido piezoeléctrico Figura 14: horno encontrado en la pizzería “NAPOLI” Figura 15: controlador digital mod. CMO 04. Altronic Figura 16: termopar R.O.C. tipo J Figura 17: electroválvula marca Danfoss Figura 18: piloto de bronce Figura 19: partes de un quemador Figura 20: control de temperaturas en enfriamiento y calentamiento en la cámara del horno Figura 21: oscilación de temperaturas

11 15 18

20

21

22

23

24

25

26

28

29 30 33 39 39 40 40 46 70

71

Índice Cuadros Cuadro 1: clasificación de marchas por potencia de aparato Cuadro 2: planilla de control de uso de garrafas Cuadro 3: calculo de caudal másico de quemador Cuadro 4: distribución de potencia en ramas secundarias Cuadro 5: selección de diámetro de orificios ramas secundarias Cuadro 6: selección de número de orificios ramas secundarias Cuadro 7: selección de diámetro de orificios inter encendido Cuadro 8: selección de número de orificios inter encendido Cuadro 9: selección de dimensiones de tubo venturi Cuadro 10: lista de materiales para el horno Cuadro 11: costo de materiales empleados para el horno Cuadro 12: costo de depreciación de herramientas Cuadro 13: control de temperaturas del horno en condiciones de trabajo Cuadro 14: control de pérdida de calor en el horno Cuadro 15: comparación de costo de combustible

12 34 35 42 43 43 44 44 45 49 58 60 69 71 72

1

Capitulo 1

Introducción

El nacimiento de los primeros « hornos » remonta a los tiempos más antiguos de la historia

de la humanidad, a principios de la sedentarización del hombre. Su historia empieza con los

primeros alimentos que el hombre sabía cocinar, primero cereales tostados, después tortas y por

último el pan. Se cree que el pan nació un poco por casualidad hace 5000-6000 años en el Oriente

Próximo: una pasta de torta olvidada se fermentaría durante un tiempo antes de estar cocida, y se

infló.

A partir de este momento, e independientemente de su época y su cultura, el hombre no ha

dejado de mejorar las técnicas de cocción del horno, para llegar a los hornos que actualmente

conocemos.

1.1 Descripción de problema

La mayoría de los hornos que se comercializan en el área urbana de la ciudad de

Cochabamba en su mayoría son de fabricación artesanal, lo cual presenta un potencial peligro puesto

que estos hornos no cuentan con garantías de seguridad, funcionamiento correcto, diseño y

asistencia técnica para su mantenimiento. Ya que no cuentan con garantías o un mínimo de

mantenimiento estos hornos.

En la pizzería “NAPOLI” ya se presentaron anteriormente dos accidentes donde la causa fue

la falta de seguridad en los sistema de encendido ya que este horno para proceder a su encendido

solo se realiza con una chispa de cerrillo, pero un lapso de tiempo que existe entre abrir la válvula de

gas y el encendido de la cerillo se acumula demasiado gas en la cámara del horno lo cual produce

una explosión.

Otros problemas que se presentan comúnmente en el horno industrial se presenta también en

las bisagras de las puertas, ya que se necesita de uso de alto tráfico en abrir y cerrar el horno,

también se presenta mal aislamiento y esto provoca pérdidas de calor en la cámara de cocción y así

calentando el ambiente, luego se presenta falta de seguridad por no presentar un regulador de GLP

lo cual afecta directamente a la economía del usuario.

2

Por último el ambiente no presenta buena ventilación donde se instalan estos hornos, ya sea

por no existir los orificios reglamentarios o por haberlos tapado. Se debería permitir siempre el

ingreso de aire al ambiente desde el exterior, lo suficiente como para renovarlo.

Así mismo por este problema que se muestra en ambientes de la pizzería “NAPOLI” en la

ciudad de Cochabamba, nosotros vimos la necesidad de la implementación del sistema seguridad en

el encendido, control y regulación de gas natural ó GLP, termostatos para controlar la temperatura

en el horno y presentar aislamiento capaz de mantener y evitar pérdidas de calor al ambiente, así

ofreciendo un equipo capaz de satisfacer las necesidades del usuario.

1.2. Justificación

Nosotros queremos realizar este proyecto ya que con la construcción de un horno industrial

podremos beneficiar al propietario de la pizzería “Napoli”, con nuestro diseño de horno brindaremos

seguridad al personal de la pizzería como a sus clientes.

Esta clase hornos con las características mencionadas no se fabrican en Cochabamba solo

son importados de países vecinos, estos equipos presentan problemas de eficiencia ya que son

fabricados al nivel del mar, esto es causado porque no toman en cuenta el factor altura de nuestro

ámbito geográfico.

3

1.3. Objetivos 1.3.1. Objetivos General

Diseñar y construir un horno comercial que sea térmicamente eficiente, tomando en cuenta

su funcionamiento y seguridad. Con esto mejorar la eficiencia y calidad del ambiente de trabajo en

“NAPOLI".

1.3.2. Objetivo Específicos

a) La construcción y montaje de un horno comercial en los ambientes de la pizzería

“NAPOLI” los cuales deben adaptarse a conceptos razonables de seguridad y calidad.

b) Proponer un diseño cuya cámara de cocción tenga un aislamiento térmico que procure

evitar fugas de calor.

c) Definir el acceso para la realización de mantenimiento en la cámara donde se encuentran

los quemadores con el artefacto instalado en forma normal.

d) implementación de equipos de control y regulación del paso de gas, temperatura y

dispositivos de encendido para el quemador.

e) El proyecto debe mejorar las condiciones de trabajo del usuario, introduciendo Normas de

higiene y seguridad para el trabajo.

4

Capitulo 2

Antecedentes 2.1. Historia del horno

Egipto y Mesopotamia

Les debemos a ellos los primeros hornos de panadero hace aproximadamente 5000 años. Se

componían de especie de tapa o campana de tierra o adobe. Se colocaba en su interior la torta o la

pasta que se cocinaba por primera vez por encima y por debajo. Un poco más tarde, mejoraron este

horno rudimentario creando los primeros hornos - tandur -, que se siguen utilizando en Pakistán para

la cocción de los famosos « nans ». El horneado de panes era una actividad bien organizada que

tenía lugar en unas auténticas panaderías, y la importancia del pan era tanta que el pan constituía un

medio de pago en especie de los salarios e impuestos.

Fueron los griegos, maestros del arte y de la panadería, los que inventaron el horno de leña

moderno, que apenas ha cambiado desde hace 2.000 años1

1 Revista Pizza & Restauración. Raúl Landeras

. Se les ocurrió la idea de tumbar el

horno egipcio para colocarlo debajo del suelo y colocaron la apertura en la parte delantera. De este

modo, el horno resultó ser más práctico y consumía menos madera. Pronto añadieron una solera para

hacer el fuego. Por último tuvieron la idea de apagar el fuego al final del calentamiento para cocinar

los alimentos por radiación de calor. Los romanos a su vez importaron la mano de obra griega y sus

técnicas que aplicaron, desarrollaron y exportaron en toda la Roma antigua. Ciertamente, no

aportaron ninguna evolución importante al horno griego, pero introdujeron un nuevo material

capital, el ladrillo de tierra cocida.

No hace muchos años el horno de leña era un elemento imprescindible en las casas rurales.

A veces, se encontraba situado en la cocina, y otras, en una esquina del corral. Se hacían de piedra o

adobe, y de forma circular u oval, con una bóveda curva que facilitaba la circulación del aire

caliente. Se calentaban haciendo arder en su interior ramas de llama viva y combustión rápida, hasta

que el color de la piedra tornaba en un blanco característico. La temperatura del horno de leña

disminuye con el tiempo.

5

2.2. Historia de la Pizza

La historia de la pizza comienza probablemente con la historia del empleo y elaboración del

pan por parte de la humanidad. Se tiene constancia que en la antigua Grecia cuna de los panes

planos donde ya se servía el "plakuntos" decorado con hierbas, especias, ajo y cebolla, en la época

de Darío I el Grande (521-486 a. C.) los soldados persas tomaban pan plano con queso fundido y

dátiles por su parte superior, y Virgilio en la Eneida menciona un plato similar. Sea como sea

muchos autores afirman que la pizza, tal y como se conoce en la actualidad procede de la ciudad de

Nápoles (Italia) y que aparece como plato popular entre los napolitanos en algún instante no

definido del siglo XVII. Es pues que la pizza nace de un alimento elaborado por los habitantes

humildes de la ciudad de Nápoles y la composición no fuera tan variada como la actual.

La pizza es un alimento sencillo de elaborar que mezcla simplidad e ingredientes básicos. Su

ingesta es un fenómeno social, a menudo se oye la pregunta - ¿Tomamos una pizza?- y un grupo de

personas entiende que sólo hay que elegir ingredientes para cubrirla. La pizza es una de las fast food

más globales junto con la hamburguesa, que se ha extendido desde Nápoles al resto de Italia y

posteriormente al mundo, debido quizás a la inmigración italiana a diversas partes, diáspora que

sacó fuera de las fronteras este plato. Desde la invención, la pizza ha sufrido muchas modificaciones

regionales, por ejemplo en Roma es muy popular la pizza al taglio, en Liguria la sardenara, en

Sicilia la sfincione, etc. Y fuera de Italia en México la pizza mexicana, la árabe manakish, en

EE.UU. la chicago-style pizza, la francesa pissaladière, etc.

2.2.1. Los Orígenes

La focaccia (pizza blanca) apunta a ser uno de los orígenes de la pizza, es muy posible que

los primeros panes elaborados con una especie de masa de cereales puesta al sol, o a una fuente de

calor como puede haber sido una piedra, llevaran algún condimento encima. La pizza entendida de

su forma más simple como la mezcla de una masa de pan elaborada al horno y que se cubre

posteriormente con salsa de tomate y queso. Necesita de la concurrencia de todos sus ingredientes

para establecer su origen. El pan y el queso son alimentos ciertamente antiguos en la historia de la

alimentación. El pan acompaña la humanidad desde el 8000 a. C., y el queso se remonta a tiempos

más remotos. Mientras que el tomate aparece en Europa ya en el siglo XVI proveniente de

6

Sudamérica, no es aceptado por la población como un alimento hasta finales del siglo XVII. Es

decir, el origen de la pizza entendida actualmente, no puede datar de antes del siglo XVII.

A pesar de ello, es muy posible que existiesen variantes sin salsa de tomate en la gastronomía

de Italia, un ejemplo es la focaccia2 alimentos. Autores romanos describen en la literatura similares,

un caso es Catón el Viejo que hace una descripción de la comida del romano medio en forma de pan

plano aliñado con diversos condimentos. De la misma forma Marcus Gavius Apicius, que escribió el

único libro de cocina romana que ha sobrevivido. -De re coquinaria-, menciona la elaboración de

numerosos panes planos aliñados en su superficie con aceite de oliva, perejil, orégano, etc.

2 Revista Pizza & Restauración Raúl Landeras

7

Capitulo 3

Descripción 3.1. Hornos

El horno es uno de los elementos más fascinantes de la cocina. En esencia, su función es de

modo que el calor de la superficie pueda llegar a alcanzar el centro de la pieza por atrapar el calor en

un espacio para transmitirlo a los alimentos que se colocan en el interior. Esta transmisión se realiza

en parte por radiación de las paredes, por convección, llevado por las corrientes de aire caliente, y

también por conducción de la solera en los antiguos hornos de leña. Estos son calentados

previamente a la cocción, aprovechando que las paredes de piedra, de ladrillo o de barro conservan

el calor durante un largo tiempo. En los modernos hornos eléctricos o de gas se suministra calor

continuamente, se producen mecánicamente corrientes de aire y se alcanzan temperaturas de

260ºC

La cocción al horno es el medio ideal para las pizzas.3

3.1.1. Sistemas de caldeo

Hornos a leña

Son los llamados tipo Romano, aunque el origen de éstos sea muy anterior a su época. Está

formado por una bóveda, una boca de entrada y chimenea de salida. La leña a emplear debe de ser

roble, encina, etc. El fuego se hace en el centro y una vez que se forma la brasa se arrima ésta al

fondo; Las pizzas colocadas al lado mismo de la brasa pueden cocerse en 45 segundos a condición

de tener un espesor de unos 3 mm. A mayor espesor quedan tostadas por fuera y crudas por dentro.

Este tipo de hornos requiere considerable espacio, más entretenimiento que los otros modelos de gas

o eléctricos, y su utilización solo es compensada por la espectacularidad del trabajo a la vista del

público; Tiene el sello de lo natural y los aromas que desprende la leña al ser quemada son captados

o absorbidos por el producto.

3 Tipos de Hornos. www.italiaforni.com

8

Hornos a gas

Está muy extendido. Dan una cocción muy parecida a los hornos a leña, no dejando la pizza

reseca sino melosa y con buen aspecto. En Estados Unidos lo usan un 70% de las pizzerías.

El gas es la energía más barata que hay en el mercado, y representa menor parte del consumo de

electricidad. Estos hornos disponen de todos los automatismos de temperatura, seguridad,

regulación, etc. Como todos los aparatos a gas, precisan una evacuación de gases al exterior al igual

que si fuera un calentador de agua doméstico.

Hornos eléctricos

Son cómodos, disponen de todos los automatismos, y no precisan evacuación al exterior. La

calidad de cocción puede ser buena, pero reseca mucho la masa, al contrario de los hornos a leña o a

gas, ya que no utilizan vapor de cocción, que es el que da la melosidad y color dorado a la masa.

El consumo en electricidad es elevado y requiere instalación industrial. El tiempo de cocción de una

pizza, ya sea en horno a gas o eléctrico, oscila sobre los 5 minutos a 370 °C. Téngase en cuenta que

en pastelería y panadería, la temperatura de cocción media suele estar en 220 °C y en estas

condiciones, una pizza se cuece en 15 minutos. Los hornos domésticos no suelen sobrepasar los 200

°C y su cocción puede llegar a 20 ó 25 minutos; observen que las diferencias son notables.

9

3.1.2. Forma de Trabajo

Los hornos pueden ser:

• cámara

• túnel o cinta continua

• aire caliente.

Horno de cámara

Los hornos de cámara están especialmente diseñados para la cocción de pizzas, asados, aves,

pescados, pan, etc. Estos equipos funcionan con gas natural, propano y butano, están equipados con

termostato, suelo de piedra refractario, campana extractora de humos y permiten sobreponer hasta

tres niveles de hornos si el negocio lo requiere.

La combustión del gas, la más parecida a la leña consigue repartir el calor en forma de vapor

por el interior de estos hornos potenciando, así, la calidad de los productos, su sabor y la

consistencia de la mayoría de los alimentos. La inversión inicial en este tipo de equipos resulta algo

mayor que la necesaria para la compra de otro tipo de hornos, pero tanto su alta rentabilidad de uso

como los bajos precios de su combustible, el gas es hasta cuatro veces más barato que la electricidad

garantizan una amortización rápida de la inversión.

Horno de túnel o cinta continúa

El horno túnel consta está formado por una cinta en continuo movimiento, sobre el que se

coloca el producto. Las diferentes alternativas que podemos utilizar en función al tipo de producto a

fabricar. Componiéndose de un quemador, radiadores y un ventilador de circulación, formando un

sistema de calentamiento con un tiro constante.

Esta construido mediante una estructura metálica con una envoltura desmontable. Los forros

laterales pueden ser de PVC o de acero inoxidable en el exterior y galvanizados interiormente. La

entrada y salida del horno son de acero inoxidable. En el lado de servicio del horno, el cual puede

ser indistintamente derecho o izquierdo.

10

Horno de aire caliente

El de horno de circulación del aire caliente (secadora/secador) es un equipo de forma

encajonada que puede ser desmontada y ser fijada fácilmente; incluye la serie del CT (soplador

centrífugo), después de ser calentada por el calentador, el aire caliente completa un ciclo en el

horno. De todos ello, no es recomendable para la pizza el horno de aire caliente. Esto es importante,

ya que constituye la herramienta principal del negocio.4

3.2. Quemadores

Los quemadores son los equipos donde se realiza la combustión, por tanto deben contener los

tres vértices del triángulo de combustión, es decir que deben lograr la mezcla íntima del combustible

con el aire y además proporcionar la energía de activación. En este apartado se describen los

quemadores para combustibles líquidos y gaseosos, ya que los combustibles sólidos se queman

sobre parrilla, o requieren un tratamiento previo del combustible, unido a quemadores de diseños

especiales5

• Quemadores atmosféricos.

.

Por la forma en que toman el aire de combustión se distinguen dos tipos de quemadores:

• Quemadores mecánicos.

3.2.1. Quemadores atmosféricos

Únicamente se emplean para combustibles gaseosos. Una parte del aire necesario para la

combustión (Aire Primario) se induce en el propio quemador por el chorro de gas salido de un

inyector (efecto Venturi); el aire restante (Aire Secundario) se obtiene por difusión del aire ambiente

alrededor de la llama. En este tipo de quemadores se tienen combustiones con altos índices de

exceso de aire. La principal ventaja de este sistema es su simplicidad y bajo coste. Aunque se

pueden fabricar para potencias unitarias altas (unos 1.200 Kw), los empleados habitualmente en

climatización no superan los 300 Kw.

4 Revista Formex. Carlos Sebastián 5 Texto Instaladores II. Infocal. 2002

11

Figura 1: esquema de funcionamiento de quemador atmosférico

La energía de activación se logra mediante llama piloto, que debe estar permanentemente

encendida, o con encendidos automáticos electrónicos, tren de chispas, etc. La regulación del gas se

obtiene por variación de la presión en el inyector abriendo y cerrando progresivamente la válvula de

gas, esto permite que el quemador pueda ser modulante con relativa facilidad.

La regulación del aire con gas a presión constante se puede conseguir:

Variando la sección de entrada de aire, por obturación de los orificios por donde entra,

mediante discos roscados, anillo móvil o capuchón deslizante.

Por deslizamiento de la boquilla del inyector respecto del Venturi.

Lo más habitual es que únicamente se module la válvula de gas, dejando en una posición fija la

entrada de aire en la puesta en marcha.

3.2.2. Quemadores mecánicos

También se denominan como Quemadores a Sobrepresión; el aire de combustión es

introducido mediante un ventilador, existen diversos sistemas para lograr la mezcla del aire con el

combustible.

En el caso de gas, el combustible se introduce mediante los inyectores, aprovechando la

propia presión de suministro. En los combustibles líquidos se utilizan diversos sistemas para su

pulverización, de modo que es creen micro gotas de combustible que facilitan su mezcla con el aire.

El tipo más extendido es el de pulverización mecánica.

12

Estos quemadores se fabrican desde pequeñas hasta muy altas potencias. La combustión

puede ajustarse actuando sobre el gasto de combustible, sobre la cantidad de aire a impulsar y sobre

los elementos que producen la mezcla; por lo que es posible obtener rendimientos de combustión

muy altos. Por el número de escalones de potencia que producen, se distinguen los siguientes tipos

de quemadores.

Una marcha

Son quemadores que sólo pueden funcionar con la potencia a la que hayan sido regulados,

son quemadores de pequeña potencia.

Varias marchas

Son quemadores con dos ó más escalones de potencia (habitualmente dos); es decir, que

pueden funcionar produciendo potencias distintas. Deben disponer de los elementos necesarios para

poder regular la admisión de aire y el gasto de combustible, de modo que en cada escalón de

potencia se obtenga el rendimiento de combustión más alto posible se utilizan para potencias

intermedias o altas.

Modulantes

Estos quemadores ajustan continuamente la relación Aire -Combustible, de manera que

pueden trabajar con rendimientos elevados en una amplia gama de potencias; adecuándose de

manera continúa a las necesidades de producción. En la siguiente tabla en la cual se indica en

número de marchas de los quemadores en función de la potencia de los generadores.

Cuadro 1: clasificación de marchas por potencia de aparato

13

3.3. Aislante Térmico

Un aislante térmico es un material usado en la construcción y caracterizado por su alta

resistencia térmica. Establece una barrera al paso del calor entre dos medios que naturalmente

tenderían a igualarse en temperatura.

El mejor aislante térmico es el vacío, pero debido a la gran dificultad para obtener y

mantener condiciones de vacío, éste se emplea en muy pocas ocasiones. En la práctica se utiliza aire,

que gracias a su baja conductividad térmica y un bajo coeficiente de absorción de la radiación,

constituye un elemento muy resistente al paso de calor. Sin embargo, el fenómeno de convección

que se origina en las cámaras de aire aumenta sensiblemente su capacidad de transferencia térmica.

Por esta razón se utilizan como aislamiento térmico materiales porosos o fibrosos, capaces de

inmovilizar el aire seco y confinarlo en el interior de celdillas más o menos estancas.

Aunque en la mayoría de los casos el gas encerrado es aire común, en aislantes de celda

cerrada formados por burbujas no comunicadas entre sí, como en el caso del poliuretano proyectado,

el gas utilizado como agente espumante es el que queda finalmente encerrado. También es posible

utilizar otras combinaciones de gases distintas, pero su empleo está muy poco extendido. Se suelen

utilizar como aislantes térmicos: lana de roca, fibra de vidrio, vidrio celular, poliestireno expandido,

poliestireno extruido, espuma de poliuretano, aglomerados de corcho, etc.

3.3.1. Tipos de Aislantes

Ladrillo refractario

El ladrillo refractario tiene sus caras lisas, lo que disminuye la adherencia con el mortero,

resiste bien las altas temperaturas y la abrasión, es buen aislante térmico y es relativamente caro

actualmente el precio de un ladrillo refractario equivale aproximadamente al precio de diez ladrillos

comunes.

• Coef. de conductividad: 0,047 a 0,08 W/(m.K.)

14

Lana de roca

Panel rígido de lana de roca. La lana de roca es un material aislante térmico, incombustible e

imputrescible. Este material se diferencia de otros aislantes en que es un material resistente al fuego,

con un punto de fusión superior a los 1.200 º C.

Las principales aplicaciones son el aislamiento de cubierta, tanto inclinada como plana

(cubierta europea convencional, con lámina impermeabilizante auto protegida), fachadas ventiladas,

fachadas mono capa, fachadas por el interior, particiones interiores, suelos acústicos y aislamiento

de forjados. Cuando se tiene un techo de teja con machihembrado, se utiliza un fieltro sin

revestimiento o bien otro con un papel kraft en una cara, lo que favorece la colocación. Además, se

utiliza para la protección pasiva tanto de estructuras, como de instalaciones y penetraciones. La lana

de roca se comercializa en paneles rígidos o semirrígidos, fieltros, mantas armadas y coquillas. La

lana de roca también es un excelente material para aislamiento acústico en construcción liviana, para

suelos, techos y paredes interiores.

• Coef. de conductividad: 0,030 a 0,041 W/(m.K.)

Lana de Vidrio

Cuando se tiene un techo de tejas con un machihembrado y se lo desea aislar con lana de

vidrio se debe usar un producto para tal fin, que es una lana de vidrio en paneles con mayor

densidad, hidrófugo e higroscópico. Cuando se tiene un techo de chapa, la línea de producto que se

debe utilizar es el trasdosado con una hoja de aluminio reforzado en una cara para que actúe de

resistencia mecánica, como barrera de vapor y como material refractivo.

• Coef. de conductividad: 0,065 a 0,056 W/m·K (0,056 a 0,049 kcal/h·m·ºC)

15

3.4. Termopar

Un termopar también llamado termocupla es un transductor formado por la unión de dos

metales distintos que produce un voltaje efecto Seebeck, que es función de la diferencia de

temperatura entre uno de los extremos denominado "punto caliente" o unión caliente o de medida y

el otro denominado "punto frío" o unión fría o de referencia.

Figura 2: funcionamiento de un termopar

En Instrumentación industrial, los termopares son ampliamente usados como sensores de

temperatura. Son económicos, intercambiables, tienen conectores estándar y son capaces de medir

un amplio rango de temperaturas. Su principal limitación es la exactitud ya que los errores del

sistema inferiores a un grado Celsius son difíciles de obtener.

3.4.1. Tipos de Termopares

• Tipo K Cromo (Ni-Cr) Chromel / Aluminio (aleación de Ni -Al) Alume : con una amplia

variedad de aplicaciones, está disponible a un bajo costo y en una variedad de sondas. Tienen

un rango de temperatura de -200º C a +1.372º C y una sensibilidad 41µV/° C aprox. Posee

buena resistencia a la oxidación6

• Tipo E Cromo /

.

Constantán (aleación de Cu-Ni): No son magnéticos y gracias a su

sensibilidad, son ideales para el uso en bajas temperaturas, en el ámbito criogénico. Tienen

una sensibilidad de 68 µV/° C.

6 Texto Aparatos Industriales. Cap. 6. Termopares

16

• Tipo J Hierro / Constantán: debido a su limitado rango, el tipo J es menos popular que el K.

Son ideales para usar en viejos equipos que no aceptan el uso de termopares más modernos.

El tipo J no puede usarse a temperaturas superiores a 760º C ya que una abrupta

transformación magnética causa un desajuste permanente. Tienen un rango de -40º C a +750º

C y una sensibilidad de ~52 µV/° C. Es afectado por la corrosión.

• Tipo T Cobre / Constantán: ideales para mediciones entre -200 y 260 °C. Resisten

atmósferas húmedas, reductoras y oxidantes y son aplicables en criogenia. El tipo termopares

de T tiene una sensibilidad de cerca de 43 µV/°C.

• Tipo N Nicrosil (Ni-Cr-Si / Nisil (Ni-Si): es adecuado para mediciones de alta temperatura

gracias a su elevada estabilidad y resistencia a la oxidación de altas temperaturas, y no

necesita del platino utilizado en los tipos B, R y S que son más caros.

Por otro lado, los termopares tipo B, R y S son los más estables, pero debido a su baja sensibilidad

(10 µV/° C aprox.) generalmente son usados para medir altas temperaturas (superiores a 300º C).

• Tipo B Platino (Pt)-Rodio (Rh): son adecuados para la medición de altas temperaturas

superiores a 1.800º C. Los tipo B presentan el mismo resultado a 0º C y 42º C debido a su

curva de temperatura/voltaje, limitando así su uso a temperaturas por encima de 50º C.

• Tipo R Platino (Pt)-Rodio (Rh): adecuados para la medición de temperaturas de hasta 1.300º

C. Su baja sensibilidad (10 µV/° C) y su elevado precio quitan su atractivo.

• Tipo S Platino / Rodio: ideales para mediciones de altas temperaturas hasta los 1.300º C,

pero su baja sensibilidad (10 µV/° C) y su elevado precio lo convierten en un instrumento no

adecuado para el uso general. Debido a su elevada estabilidad, el tipo S es utilizado para la

calibración universal del punto de fusión del oro (1064,43° C).

Los termopares con una baja sensibilidad, como en el caso de los tipos B, R y S, tienen además una

resolución menor. La selección de termopares es importante para asegurarse que cubren el rango de

temperaturas a determinar.

17

3.5. Electroválvulas

La válvula de solenoide es un dispositivo operado eléctricamente, y es utilizado para

controlar el flujo de líquidos o gases en posición completamente abierta o completamente cerrada, la

válvula de solenoide no regula el flujo aunque puede estar siempre completamente abierta o

completamente cerrada. La válvula de solenoide puede usarse para controlar el flujo de muchos

fluidos diferentes, dándole la debida consideración a las presiones y temperaturas involucradas, la

viscosidad del fluido y la adaptabilidad de los materiales usados en la construcción de la válvula.

Una válvula de solenoide consiste de dos partes accionantes distintas, pero integrales: un

solenoide (bobina eléctrica) y el cuerpo de la válvula, un electroimán es un imán en el cual las líneas

de fuerza son producidas por una corriente eléctrica. Este tipo de imanes es importante para el

diseño de controles automáticos, porque el campo magnético puede ser creado o eliminado al activar

o desactivar una corriente eléctrica.

El término "solenoide" no se refiere a la válvula misma, sino a la bobina montada sobre la

válvula, con frecuencia llamada "el operador". La palabra "solenoide" se deriva de las palabras

griegas "solen", que significa canal, y "oide" que significa forma.

El la figura 3 pueden apreciarse las partes principales ya integradas de una válvula de

solenoide típica. La aguja de la válvula está unida mecánicamente a la parte inferior del émbolo. En

esta válvula en particular, cuando se energiza la bobina, el émbolo es levantado hacia el centro de la

bobina, levantando la aguja del orificio donde está sentada, permitiendo así el flujo. Cuando se

desenergiza la bobina, el peso del émbolo hace que caiga por gravedad y cierre el orificio,

deteniendo el flujo. En algunos tipos de válvulas, un resorte empuja el émbolo para que cierre la

válvula; esto permite que la válvula pueda instalarse en otras posiciones diferentes a la vertical.

18

Figura 3: válvula de solenoide típica de acción directa, normalmente

cerradas de dos vías

3.5.1. Tipos de Válvulas de Solenoide

Existe una amplia variedad de tipos de válvulas solenoide, los cuales se pueden dividir de

acuerdo a su aplicación, su construcción y su forma. Entre los fabricantes de válvulas no existe un

consenso para diferenciar los tipos por orden de importancia. Aunque recientemente, la práctica más

generalizada es dividirlas primeramente, de acuerdo a su aplicación; es decir, a la capacidad del

sistema donde va a ser instalada la válvula. Con base en esto, las válvulas solenoide pueden

dividirse de manera general, en dos tipos7

7 Texto manual de operaciones de válvulas. 2003

:

1) De acción directa

2) Operadas por piloto

También por su construcción, las válvulas solenoide pueden ser:

1) Normalmente cerradas

2) Normalmente abiertas

3) De acción múltiple

19

Por su forma, hay tres tipos de válvulas solenoide de uso común:

1) de dos vías

2) de tres vías

3) de cuatro vías o reversibles.

Puede haber válvulas solenoide con combinaciones de los tipos mencionados arriba. Por

ejemplo, hay válvulas operadas por piloto normalmente abiertas y también normalmente cerradas.

La válvula que se muestra en la figura 3, es una válvula de acción directa, de dos vías, normalmente

cerrada. A continuación, se describe ampliamente cada tipo de válvula y sus aplicaciones

respectivas.

Acción Directa

El solenoide de acción directa, se utiliza en válvulas con baja capacidad y puertos de tamaño

pequeño. El émbolo está conectado mecánicamente a la aguja de la válvula. Al energizar la bobina,

el émbolo se eleva hacia el centro de la misma, levantando la aguja. Puesto que para operar, este tipo

de válvula depende únicamente de la potencia del solenoide, para un diferencial de presión

determinado, el tamaño de su puerto está limitado por el tamaño del solenoide. No se utiliza en

sistemas de grandes capacidades, porque se requeriría una bobina de gran tamaño para contra-actuar

el gran diferencial de presión. La bobina requerida sería grande, costosa y no sería factible para

circuitos de muy grande capacidad. Este tipo de válvula opera desde una presión diferencial de

cero, hasta su Diferencial Máximo de Presión de Apertura (MOPD por sus siglas en inglés),

independientemente de la presión en la línea. Para mantenerla abierta, no se requiere caída de

presión a través de la válvula.

Las siguientes fuerzas actúan sobre una válvula de solenoide para mantenerla cerrada o

abierta y fluyendo.

Cuando está cerrada:

a. La presión interna empuja al émbolo hacia abajo al orificio.

b. La gravedad jala al émbolo hacia abajo al orificio. En algunas válvulas, la presión de un resorte

también ayuda a mantenerlas cerradas.

c. La diferencia entre la presión alta en la entrada y baja en la salida, mantiene al émbolo sobre el

orificio.

20

Cuando está abierta:

a. El flujo interno que pasa a través del orificio, ayuda a mantener al émbolo abierto.

b. La atracción magnética sostiene arriba al émbolo.

Operadas por Piloto

Las válvulas de solenoide operadas por piloto, utilizan una combinación de la bobina

solenoide y la presión de la línea. En estas válvulas, el émbolo está unido a un vástago de aguja que

cubre un orificio piloto en lugar del puerto principal, tal como se ilustra en la figura 4. La presión de

la línea mantiene cerrado un pistón flotante o independiente contra el puerto principal, aunque en

algunos modelos de válvulas puede ser un diafragma. Hay tres tipos básicos de válvulas operadas

por piloto; de pistón flotante, de diafragma flotante y de diafragma capturado.

Cuando la bobina es energizada, el émbolo es accionado hacia el centro de la bobina,

abriendo el orificio piloto. Cuando este orificio se abre, la presión atrapada arriba del pistón se libera

a través del orificio piloto, creando así un desbalance de presión a través del pistón; la presión abajo

ahora es mayor que la presión arriba, forzándolo a subir y abrir el puerto principal. Cuando se

desenergiza la bobina solenoide, el émbolo cae y la aguja cierra el orificio piloto, luego, las

presiones de arriba y abajo del pistón se igualan nuevamente, y el pistón cae cerrando el puerto

principal.

Figura 4: válvula de solenoide operada por piloto, normalmente

cerrada de dos vías con pistón flotante

21

Válvulas de Dos Vías

Hasta ahora, hemos explicado de manera general cómo opera una válvula de solenoide. En

seguida, discutiremos los diferentes tipos de válvulas y sus aplicaciones respectivas.

Los tres tipos principales de válvulas son: de dos vías, de tres vías y de cuatro vías. La válvula de

dos vías es el tipo de válvula de solenoide más común, tiene una conexión de entrada y una de

salida, y controla el flujo del fluido en una sola línea. Puede ser de acción directa u operada por

piloto, dependiendo de la capacidad del sistema. Cada una de éstas puede ser “normalmente

cerrada” o “normalmente abierta”.

Figura 5: válvula de solenoide típica de dos vías, de acción directa,

normalmente cerradas

En la figura 5, se muestra una válvula de dos vías de acción directa, normalmente cerrada.

Cuando la bobina está des energizada, el peso del émbolo y la acción del resorte mantienen cerrada

la válvula. Cuando se energiza la bobina, se forma el campo magnético, el cual atrae al émbolo

hacia el centro y la aguja se levanta del asiento, abriendo el orificio del puerto y permitiendo el flujo

a través de la válvula. Cuando nuevamente se des energiza la bobina, la fuerza que retiene al émbolo

es liberada, haciéndolo que caiga por su propio peso y por la acción del resorte, cubriendo el orificio

del puerto y deteniendo el flujo a través de la válvula.

22

Las válvulas de solenoide de dos vías operadas por piloto y normalmente cerradas, como la

que se muestra en la figura 6, operan de la siguiente manera: estas válvulas tienen un orificio

igualador que comunica la presión de la entrada con la parte superior del diafragma (o pistón),

empujándolo contra el asiento y manteniendo de esta manera cerrada la válvula. El orificio piloto es

más grande que el orificio igualador. Cuando se energiza la bobina, el émbolo es atraído por el

campo magnético y levanta la aguja del orificio piloto. La presión arriba del diafragma se reduce y

se iguala con la de salida. El diferencial de presión resultante a través del diafragma, crea una fuerza

que lo levanta del puerto principal haciendo que se abra la válvula. Al desenergizar la bobina se

cierra el orificio piloto, y la presión de entrada se va por el orificio igualador e iguala las presiones,

arriba y abajo del diafragma, permitiéndole que se vuelva a sentar y cierre la válvula.

Figura 6: válvula de solenoide de dos vías, operada por piloto

Normalmente cerrada, con diafragma flotante

23

Aunque las válvulas normalmente cerradas son las que más se usan, también se fabrican

válvulas de dos vías “normalmente abiertas”, tanto de acción directa como operadas por piloto. En

este tipo de válvulas, la secuencia es a la inversa de las normalmente cerradas.

En las válvulas de dos vías, de acción directa normalmente abiertas, como la que se muestra

en la figura 7, cuando la bobina está desenergizada, el puerto principal está abierto, ya que el

émbolo está liberado de la fuerza de la bobina solenoide y está siendo levantado del asiento, lo que

permite el flujo a través de la válvula. Cuando el solenoide se energiza, atrae al émbolo hacia el

centro de la bobina y cubre el puerto principal, deteniendo el flujo a través de la válvula. Este tipo de

válvulas es para aplicaciones donde se requiere que la válvula permanezca abierta la mayor parte del

tiempo, o donde se requiere que la válvula abra en caso de una falla eléctrica. Además de ahorrar

energía, dichas válvulas son a prueba de falla durante los "apagones", permaneciendo en la posición

abierta.

Figura 7: válvula de solenoide de dos vías, de acción directa

Normalmente abierta

En la figura 8, se muestra una válvula de solenoide de dos vías operada por piloto y

normalmente abierta. Cuando la bobina está desenergizada, libera la fuerza sobre el émbolo y el

orificio piloto permanece abierto. Al reducirse la presión del sistema sobre la parte superior del

diafragma, la presión total del sistema actúa sobre el lado opuesto del diafragma para levantarlo del

24

puerto principal, permitiendo así un flujo completo a través de la válvula. Cuando el solenoide es

energizado, atrae el émbolo hacia el centro de la bobina y la aguja cubre el orificio piloto. Entonces

se acumula la presión del sistema sobre el diafragma, a través del orificio igualador, forzando al

diafragma hacia abajo, hasta que cubre el puerto principal y detiene el flujo a través de la válvula.

Figura 8: válvula de solenoide de dos vías, operada por piloto

Normalmente abierta, con diafragma flotante

25

Válvulas de tres vías

Tienen una conexión de entrada que es común a dos diferentes conexiones de salida, como la

que se muestra en la figura 9. Las válvulas de tres vías son, básicamente, una combinación de la

válvula de dos vías normalmente cerradas y de la válvula de dos vías normalmente abierta, en un

solo cuerpo y con una sola bobina. La mayoría son del tipo “operadas por piloto”.

(a) (b)

Figura 9: (a) válvula de solenoide de tres vías, (b) válvula de solenoide de tres vías típica

Válvulas de Cuatro Vías

Las válvulas de solenoide de cuatro vías como la que se muestra en la figura 10, se conocen

comúnmente como válvulas reversibles. Su uso es casi exclusivamente en bombas de calor, para

seleccionar ya sea el ciclo de enfriamiento o el de calefacción, dependiendo del requerimiento. Estas

válvulas tienen tres salidas y una entrada común.

Una bomba de calor es un equipo central acondicionador de aire, con ciclo reversible. En el verano,

el refrigerante absorbe calor del interior de la casa y lo expulsa al exterior. En el invierno, el ciclo se

invierte, el refrigerante absorbe calor del exterior y lo libera dentro de la casa. El condensador y el

evaporador son obligados a intercambiar funciones, invirtiendo el flujo de refrigerante, y la válvula

de cuatro vías es la que se encarga de esto.

La operación de una válvula de solenoide de cuatro vías en una bomba de calor, se explica en los

diagramas esquemáticos mostrados en las figuras 10(b)

26

(a) (b)

Figura 10: (a) válvula de solenoide de cuatro vías típica, (b) diagrama de funcionamiento

3.6. Sistema de control de temperatura

Cuando se hace referencia a “Control Eléctrico” nos estamos refiriendo a aquellas variables

de salida que tiene un controlador de un proceso. La salida de un controlador puede ser configurada

de tal manera que pueda ofrecer el mejor servicio de la variable obtenida de un proceso a controlar,

es así como se puede elegir desde un tipo “On-Off” hasta un control más exacto.

Un controlador es un instrumento que toma la señal desde un sensor, la compara con un “setpoint” y

ajusta la salida de control. Existen variados tipos de controladores, pero la mayoría presenta al

menos un tipo de control de salida, que puede ser:

1.- On – Off Control

2.- Time Proportioning

3.- Current Proportioning

4.- Position Proportioning8

8 Tesis Propuesta de actualización del sistema de atemperación de una caldera, Mendoza Arraiga Adrian. 2009

Aquí se describen estos tipos de control, que ayudarán a comprender su aplicabilidad y mejor

elección al momento de planificar o controlar un proceso que lo requiera.

27

3.6.1. On-Off Control:

La selección del controlador para una aplicación específica depende del grado de control

requerido por dicha aplicación. Las aplicaciones simples requieren solo de un control denominado

“On-Off”, este tipo de control es aplicable, por ejemplo, en los termostatos de artefactos

domésticos, en otras palabras la salida del control estará 100% On (activada) o 100% Off

(desactivada). La sensibilidad de este tipo de control a veces llamado “hysteresis” o “deadband” está

diseñada para operar, dependiendo del elemento a controlar, dentro de un rango cercano a los puntos

de activación y así llevar la operación de “Off” a “On”. El diseño en “Hysteresis” previene que la

salida no conmute rápidamente de “Off” a “On” , si la hysteresis está seteada en un rango muy

estrecho la salida comenzaría a cambiar de estado tan rápido que producirá en una disminución del

tiempo de vida útil de algún relé o contacto y, además, la elevación de temperatura en los

componentes; por lo tanto esta hysteresis debería estar seteada con un suficiente tiempo de retardo

para evitar esta condición.

3.6.2. Time Proportioning

Recibe este nombre aquel control de un determinado proceso más exacto que el control On-

Off. Este tipo de control opera de manera muy similar al On-Off cuando la temperatura opera fuera

de la llamada Banda Proporcional. La banda proporcional es un área situada alrededor del setpoint

en donde el Time Proportioning opera, cuando el proceso de la temperatura ingresa a la banda

proporcional (acercamiento al set point) el ciclo de trabajo se acerca al tiempo de activación (time

On) y el tiempo de desconexión (Time Off) comienza a variar.

Cuando el proceso se encuentra en el nivel más bajo de la Banda proporcional el tiempo de

activación (On) es más largo que el tiempo de apagado (Off), bajo esta condición el proceso tiende a

acercarse al set point y es en este momento que el tiempo de activación comienza a ser más corto y

el tiempo de apagado más largo, lo que permite que la temperatura del proceso aumente en forma

controlada hasta llegar a un punto bajo el set point consiguiéndose así el control, la diferencia que

existe entre el punto de control y el set point es denominada “droop”.

28

Este tipo de control se emplea básicamente en control de temperatura para controladores

eléctricos, como por ejemplo, la regulación de temperatura de hornos, en que el elemento final es

una resistencia de calefacción.

(a) (b)

Figura 11: diagramas de temperatura versus tiempo de respuesta de

(a) sistemas ON-OFF (b) time proportioning

3.6.3. Current Proportioning

En este tipo de control el controlador envía una salida que va de 4 a 20mA DC, una señal de

20mA energizará al 100% el calefactor por el contrario una señal de 4mA lo desenergizará por

completo. La señal del controlador variará de acuerdo al rango que se produce con el valor de la

temperatura del proceso y la f ijada en el setpoint aplicando la señal correspondiente al calefactor,

normalmente a través de un SCR. En este tipo de control existe una relación lineal continua entre el

valor de la variable controlada y la posición del elemento final de control.

3.6.4. Position Proportioning

Control que utiliza un elemento adicional para su funcionamiento denominado SlideWire, el

control se realiza a travez de la funcion current proportioning la que permite controlar la posición de

un dispositivo en un rango de 0 – 90 grados. Este control se realiza utilizando un sensor del tipo

Slidewire que entrega una señal de 4-20mA dependiendo del ángulo de posición que se encuentre el

actuador, la conexión típica de este control se observa en la figura, donde aparece la conexión de la

29

señal, termocupla y control de los reles que determinan el sentido de giro y movimiento del motor

que posiciona al actuador.

Para finalizar se puede resumir que un controlador nos sirve describir un cambio físico,

químico, conversión de energía, etc. A un proceso se le pueden asignar una serie de variables como

pueden ser la presión, temperatura o velocidad de un fluido, ritmo al que se produce una reacción

química, nivel de líquido en un tanque, etc. En el caso que nos ocupa la temperatura del aire que

circula por el horno en el proceso de cocción es la variable del proceso a controlar. Dicha

temperatura es elevada a un valor deseado dentro de la gama de la temperatura ambiente hasta

500°C.

Figura 12: esquema de control de temperatura

30

3.7. Encendido

3.7.1. Encendido piezoeléctrico

Se basa en el hecho de que al recibir una presión un material piezoeléctrico como el cuarzo o

el titanio de bario, y deformarse físicamente genera una señal eléctrica. La palabra “piezo” se deriva

del griego que significa “prensar” y el efecto piezoeléctrico es la producción de electricidad

mediante la presión. Solamente ocurre en ciertos materiales cristalinos y cerámicos que tienen como

propiedad el presentar el efecto piezoeléctrico cuyo principio de funcionamiento consiste en la

aparición de una polarización eléctrica bajo la acción de un esfuerzo9

Figura 13: encendido piezoeléctrico

.

3.7.2. Encendido de llama piloto

La llama piloto se usa como pieza de la ignición para la aplicación de encendido de gas tiene

uso en parrillas, calderas pared-colgadas, este sistema de encendido es útil por que protege el medio

ambiente mediante ahorro de energía y sirve también para reemplazar al quemador de un aparato a

gas que necesita funcionar de forma aleatoria dentro de un ambiente como un cuarto con un nivel de

oxígeno bajo, porque una válvula de seguridad cierra el suministro de gas al aparato, pero deja un

vía pequeña de gas para el piloto, así ahorra combustible.

9 Texto Diseño de equipos e instalación. Perry & Chilton. 1998

31

Capitulo 4

Evaluación de hornos 4.1. Problemas de Funcionamiento de los Hornos Tradicionales

4.1.1. Combustión incompleta de los combustibles empleados

La buena combustión se realiza por un equilibrio entre la cantidad de combustible y la

cantidad de oxigeno del aire necesario para esta reacción química. Su deficiencia trae consigo la

emisión de gases tóxicos como el monóxido de carbono, anhídrido carbónico y gases sulfurosos

junto con humo negro o carbón partículado, con lo que se propaga a la atmosfera y se contribuye

con el calentamiento global y la destrucción de nuestro ecosistema.

Como resultado de esta quema deficiente, se requiere gastar más combustible que el

requerido pues la eficiencia térmica es muy baja, lo que produce en el alto costo de las quemas con

el consiguiente encarecimiento de los procesos de producción.

4.1.2. La mayor parte de los hornos son caseros

El hecho que la diferencia de temperaturas entre la base y parte alta de la carga en la cámara

de cocción sea muy grande por lo que las quemas son deficitarias, pudiendo quedar casi cruda la

carga colocada en la parte más alta.

Esto se debe a que la mayoría de los hornos en el mercado no controlan el flujo de calor, ni la

eficiencia térmica de los hornos, lo cual es causa de que la mayor parte de los hornos son caseros es

decir hechos a mano y con materiales no especializados, sin ningún conocimiento básico del

correcto funcionamiento de un horno de cámara los cuales también son fabricados a partir de hornos

que son para diferentes necesidades.

32

4.2. Problemas de Seguridad del Horno

4.2.1. Comprendiendo el Problema

La pizzería NAPOLI sustenta varios restaurantes, ahí los empleados de la misma, elaboran

pizzas de distinta índole y tamaño. El punto final para la elaboración de las pizzas es la cocción

- llamada comúnmente quema - a través de un horno de gas de alta temperatura. Hasta el momento

el modo de operación del horno ha sido totalmente manual y basado en la experiencia del operador,

donde este ultimo juega un papel crucial en cada cocción, pues debe estar atento al proceso casi todo

el tiempo, cuidando que la temperatura interior del horno no sobre pase los 500 °C, donde la presión

de trabajo del quemador es la que proporciona el cilindro de GLP que es de 17 bar (17.33 kg/cm2) la

cual se denomina como media presión tipo C, es así que tomando acciones especificas cuando algún

problema se presente y llevando un registro de todos los datos que se vayan generando, podremos

realizar un análisis satisfactorio.

El sistema propuesto es el primero enfocado a llevar el control de temperatura del horno y el

registro de datos obtenidos durante la quema. Para cumplir las necesidades de la pizzería en torno a

este proceso son varias, donde lamentablemente no es posible abarcar todas ellas con este proyecto,

pero sí dejarlo preparado para expandirse. El problema recae en dos puntos. A partir de ellos se

sustenta el diseño del sistema, los dispositivos específicos empleados y la forma en cómo se agrupan

e interrelacionan.

La situación de la cocina en la pizzería

Sus procesos son simples en comparación con los de la industria. Por ejemplo, su escala de

producción es alta, un máximo de 120 pizzas realizado por día, El horno con el que cuenta la

pizzería trabaja con GLP, tipo artesanal, tiene un límite de temperatura de 300 grados centígrados,

aunque la máxima temperatura a la que han trabajado es 350 grados centígrados.

33

Figura 14: horno encontrado en la pizzería “NAPOLI”

Como se aprecia, en la figura 14, es un horno que tiene dos quemadores controladas por dos

válvulas para gas, una de ellas regula la presión en los quemadores laterales y la otra la de los

quemadores centrales, también un riel para introducir y sacar el carro de carga, una chimenea por

donde se evacua los gases de la combustión y el aire viciado interior del horno.

4.2.2. Algoritmo en el Proceso de Cocción de pizza

En la cocina se ha creado un algoritmo particular para la cocción, mismo que se reduce a siete pasos:

1. Antes de abrir el tanque, verificar que tanto la chimenea como las válvulas estén cerradas.

2. Abrir el tanque estacionario a su máxima capacidad y después las válvulas a media capacidad.

3. Prender las hileras de quemadores laterales y centrales.

4. Esperar que el horno alcance una temperatura de 300 °C

5. Introducir la paleta con las pizzas.

6. Abrir la chimenea totalmente,

7. El resto del proceso consiste en ir incrementando de forma gradual la presión de ambas válvulas,

hasta alcanzar la temperatura objetivo. Si se presentan irregularidades de temperatura, basta con

regular la presión de la válvula apropiada.

34

En la cocción de la pizza se da un tiempo de espera conocido como -reposo-, una vez que se

alcanzan los 500 grados centígrados. El propósito del reposo es mantener la temperatura interna del

horno en un rango de 300 a 500 °C esto para que la siguiente carga de pizza se cocine más rápido.

4.3. Problemas de eficiencia

4.3.1. Eficiencia de combustible

Se realizo una evaluación técnica, donde primero se estudio cuanto combustible usa por día

el horno tradicional de pizzas. Así también el número de cilindros de GLP utilizados por día, como

el tiempo de duración de un cilindro en condiciones de trabajo continuo, a continuación la siguiente

tabla muestra el control realizado.

Día Hora Apertura

Hora Cambio

Hora Cambio

Hora cerrado

Lunes 10:30 16:27 - 21:15 Martes 11:08 13:41 19:13 20:40 Miércoles 10:50 15:45 - 20:55 Jueves 10:30 12:15 18:35 21:30 Viernes 11:15 14:25 19:56 22:15 sábado 12:15 16:39 21:12 23:00 Domingo 13:30 - - 20:35 lunes 10:25 11:13 - -

Cuadro 2: planilla de control de uso de garrafas

Con esta tabla observamos que en una semana la pizzería NAPOLI tiene un consumo de 11

garrafas de 10 kg desde el lunes a las 10:30 am hasta el próximo lunes horas 11:13 am donde por

estadísticas se saca un promedio de vida de 6 horas 29 minutos por cilindro de GLP. Como el

consumo semanal es 11 garrafas, el consumo mensual será de 44 garrafas, para hallar el costo

mensual multiplicamos el consumo mensual con el precio del mercado de cada garrafa que es de

22.50 Bs (veintidós bolivianos 50/100) como se observa en la siguiente ecuación

(4-1) 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝐶𝐶𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝑐𝑐𝐶𝐶𝑚𝑚𝐶𝐶𝑚𝑚𝑚𝑚𝐶𝐶 𝑥𝑥 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑚𝑚𝑐𝑐𝑝𝑝𝐶𝐶 𝑑𝑑𝑚𝑚 𝑐𝑐𝑝𝑝𝑚𝑚𝑝𝑝𝑚𝑚𝑑𝑑𝑝𝑝𝐶𝐶 (4-2) 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝐶𝐶𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 44 𝑐𝑐𝑝𝑝𝑚𝑚𝑝𝑝𝑚𝑚𝑑𝑑𝑝𝑝𝐶𝐶 𝑥𝑥 22.50 𝐵𝐵𝐶𝐶

𝑐𝑐𝑝𝑝𝑚𝑚𝑝𝑝𝑚𝑚𝑑𝑑𝑝𝑝𝐶𝐶 = 990 Bs

Así obtenemos que el costo mensual del horno con respecto al combustible es de 990 Bs

(novecientos noventa bolivianos 00/100) mensual

35

4.3.2. Eficiencia del quemador

En el siguiente análisis veremos cuanta combustible consume el quemador en valor real,

donde hallaremos del caudal másico10 del quemador que es la masa que consume de combustible de

GLP en un determinado lapso de tiempo. Usando una balanza cualquiera se saca el valor del peso

inicial del cilindro de GLP de 10 kg, después de un tiempo determinado se pesara nuevamente el

cilindro de GLP y se hallara el peso final, todo esto en condiciones de trabajo.

Control Tiempo

(min)

Peso inicial

(Kg)

Peso final

(Kg)

Diferencia

(Kg)

1 30 19.48 18.89 0.59

2 30 18.88 18.26 0.62

3 30 18.24 17.60 0.64

Σ media 0.61

Cuadro 3: calculo de caudal másico de quemador

Para sacar un valor más próximo a la realidad se realizo el proceso 3 veces para ver si ocurría

una variación de consumo en la garrafa, como resultado se calcula el promedio de los valores de

peso y se obtiene 0.61 kg de diferencia de peso en un lapso de 30 minutos de uso del quemador en

su caudal máximo. Dándonos así que su caudal másico es de 1.22 Kg/M3 Esto nos servirá más

adelante para calcular la potencia del quemador adecuado para el horno propuesto.

10 Texto manual de instalaciones de GLP. José Emilio López Sopeña. 2001

36

Capitulo 5

Propuesta e Ingeniería de Diseño del Horno 5.1. Características y Dimensionamiento de la Cámara del Horno

La producción de pizzas en la pizzería Napoli está dividida en dos segmentos. Unidades de

producción grandes de pizzas 55 aproximadamente y unidades de producción pequeña de pizzas 240

a 260 diarias, haciendo uso de hornos del mercado. Promediando la producción de ambos

segmentos, tenemos una producción diaria de 158 pizzas.

Por estas consideraciones el tiempo de cocción de una pizza, ya sea en horno a gas o

eléctrico, oscila sobre los 10 minutos a 300 °C siendo la temperatura de cocción media con estas

condiciones se propone construir un horno con una capacidad de cocción de 160 pizzas diarias

donde el quemador para este horno trabaja a una presión de GLP con regulador de 28 mbar (g/cm2).

Las dimensiones del horno para este volumen serian muy grandes, así como su operación sería más

dificultosa, por lo que se opto por distribuir esta carga, en dos compartimientos medianos.

El horno que cumple estas características es el horno de cámara, que se presta para una

operación semi continuo, alcanza a la producción promedio diaria requerida para el sector de pizzas

de Napoli. El volumen a quemarse por día será de 160 pizzas, dividimos en dos cámaras

superpuestas y en cada cámara se cocinara 80 pizzas, siendo la cantidad óptima de producto a

cocinarse por cámara.

Por las razones indicadas anteriormente se propone construir un horno de cámaras cada una

de ellas con una capacidad de carga de 80 pizzas diarias. Con lo que se puede satisfacer a la pizzería

NAPOLI. El horno constara de dos cámaras cada una con una capacidad de carga de 1 a 4 pizzas, es

decir, 80 pizzas por día y sus partes fundamentales son:

a) Cámaras de cocción

b) Cámara de combustión

c) Ducto de succión

d) Orificios de alimentación de aire

37

5.1.1. Cámara de cocción

Es el lugar donde se realiza la cocción de pizzas o productos similares, siendo su volumen

interno de 0.1 metros cúbicos. La cámara de cocción cuenta con una compuerta de carga, que facilita

la carga y descarga de los productos a cocinarse, también se puede utilizar para forzar el

enfriamiento de la cámara de cocción al concluir la cocción de la cámara.

5.1.2. Cámara de combustión

Es el espacio donde se realiza la quema del combustible que utiliza el horno, tiene un área de

0.64 metros cuadrados. La cámara está compuesto por un compartimiento, separado por una parrilla

que ayudara a la sujeción del quemador, También cuenta con una altura de 13 cm. Para el fácil

manejo del quemador al momento de realizar el mantenimiento. Una característica importante, es

que la cámara de combustión tiene que estar en contacto con la cámara inferior sin ninguna pared

que obstruya el paso de calor porque esta cámara funcionara para el gratinado en las pizzas.

5.1.3. Ductos de Succión

Es el conducto por donde se evacuan los gases de combustión a la atmosfera, es muy

importante para el buen funcionamiento del horno, son canales que se encargan no solo de recolectar

los gases sino también hacer circular los gases producto de la quema de combustibles por la cámara

y así evacuarlos. La característica principal es, que el área transversal de los ductos es de 0,49

metros cuadrados, adicionalmente cuenta con registros que sirven para regular el flujo de gases

garantizando el buen funcionamiento del horno.

5.1.4. Orificios de alimentación de aire

El horno cuenta con un sistema de alimentación. Que se encuentra en la parte inferior del

horno, la base aproximadamente tiene un área 750 cm2, esta sección se realizara dejando un espacio

libre en la base de ladrillos refractarios, donde la función principal es de alimentar de aire para la

buena combustión de gas GLP, en el quemador y evitar gases nocivos como es el monóxido de

carbono.

38

5.2. Características técnicas e Innovaciones del Horno

5.2.1. Cerrado hermético de puerta

Se diseño con una inclinación para un sistema de cerrado con contrapeso para evitar el uso

de resortes y bisagras, está hecho de acero y espesor de puerta de 5 cm en su interior se colocara

lana de vidrio. Para reemplazar la bisagra se colocara una tubin de 15 mm de diámetro el cual

funcionara como un pasador que atravesara de extremo a extremo en la parte inferior de la puerta. El

cual tendrá un fácil manejo.

5.2.2. Aislante térmico

Las cámaras de cocción del horno se aislaran primera mente con ladrillo refractario de marca

REFRACK con la que se evitara la perdida de calor a través de las paredes del horno, el cual

ayudara a ahorro de combustible, luego se colocara lana de vidrio de 5 cm de espesor para evitar así

el escape de calor al ambiente.

5.2.3. Cámara de Cocción

El tamaño de las cámaras de cocción se determinaron para el manipuleo de pizzas de gran

tamaño, así mismo se implemento las características de una base cemento mortero de fácil

reemplazo el cual nos da una superficie lisa y de una sola pieza, en ambas cámaras, así también el

dimensionamiento de las cámaras es el más apropiado para una cocción rápida y eficiente, ya que el

volumen 0.096 m3 a calentar en cada cámara es mínimo.

5.2.4. Control técnico de la temperatura

Un sistema de control de temperatura, obtiene la temperatura del ambiente a medir mediante

un sensor, y esta señal es tratada, ya sea digital o analógico según el tipo de control a tratar. Y luego

pasa a un sistema de control el cual activa, desactiva, aumenta o disminuye, el paso de gas. Por

ejemplo, para el caso del horno, si la temperatura es mayor, disminuirá la potencia del horno, y si es

demasiado bajo, aumentara esta.

39

En este proyecto, se usara el controlador de temperatura digital modelo CMO 0411

. De

maraca Altronic. De industria brasilera. Que tiene el sistema de control ON – OFF, es tipo de

controlador de temperatura es usado en horno, estufas, maquinas de soldar, etc.

Figura 15: Controlador digital mod. CMO 04. Altronic

5.2.5. Señal de control de temperatura

El encargado de mandar señal de temperatura en el horno será el un termopar el cual da señal

de temperatura al controlador, se escogió un termopar de Tipo J Hierro debido a su rango de -40º C

a +750º C y una sensibilidad de ~52 µV/° C.

El cual es de marca R.O.C de industria Taiwanesa con una longitud de 2 metros y conexión

de arandelas.

Figura 16: Termopar R.O.C. tipo J

11 Texto Aparatos Industriales. Ing. Rafael Navarrete Escalera. 1993

40

5.2.6. Control de técnico de caudal de gas

Una electroválvula es un dispositivo diseñado para controlar el flujo de un fluido a través de

un conducto como puede ser una tubería. Una electroválvula tiene dos partes fundamentales: el

solenoide y la válvula. El solenoide convierte energía eléctrica en energía mecánica para actuar la

válvula existen varios tipos de electroválvulas. En algunas electroválvulas el solenoide actúa

directamente sobre la válvula proporcionando toda la energía necesaria para su movimiento. Se

eligió un la electroválvula servo accionada de 2/2 vías Modelo EV220B 15-50, el cual tiene las

siguientes características técnicas.

Figura 17: Electroválvula marca Danfoss

5.2.7. Control técnico de encendido de llama

Una de las aplicación más que se le realiza al horno es un encendido de tipo llama piloto el

que consta de un pequeño boquilla de llama, hecha de bronce para soportar altas temperaturas que se

conecta con un conducto de bronce a un robinete el cual se deriva del conducto de gas el cual

funcionara de forma independiente y constante en el horno.

Figura 18: Piloto de broce

41

5.2.8. Diseño del Quemador principal

Para el diseño de un quemador apropiado para el horno sacamos el dato de diferencia de peso

de garrafas usada en un lapso de tiempo para la determinación de la potencia necesaria para realizar

la cocción de las pizzas, el dato es de 0.61 kg con este dato se hará los siguientes cálculos:

Calculo de potencia útil mínima requerida

Con una balanza se peso el cilindro de GLP con contenido y funcionamiento del quemador a

su máxima potencia. Durante un periodo de 30 minutos.

Diferencia de peso = 0.61 Kg

Antes de pasar al cálculo del caudal volumétrico se deba sacar el cálculo de másico12

12 Texto Manual de instalaciones de GLP. José Emilio López Sopeña. 2001

con

ayuda de los datos anteriormente sacados usando la ecuación 5-1.

(5-1) 𝑄𝑄𝑚𝑚 = 𝑀𝑀𝑇𝑇

Reemplazando los datos anteriores en la ecuación 5-1, tenemos el resultado expresado en la

ecuación 5-2.

(5-2) 𝑄𝑄𝑚𝑚 = 0.61 𝐾𝐾𝐾𝐾0.5 𝐻𝐻𝑝𝑝

= 1.22 𝐾𝐾𝐾𝐾𝐻𝐻𝑝𝑝

Ahora procedemos con este valor a hallar el caudal volumétrico con la ecuación 5-3. Donde

usamos la densidad del gas GLP, que es 2 kg/m3

(5-3) 𝑄𝑄𝑉𝑉 = 𝑄𝑄𝑚𝑚𝜌𝜌

(5-4) 𝑄𝑄𝑉𝑉 = 1.22 𝐾𝐾𝐾𝐾⁄𝐻𝐻2 𝐾𝐾𝐾𝐾⁄𝑀𝑀^3

= 0.61 𝑀𝑀3

𝐻𝐻𝑝𝑝

42

Para hallar la potencia absorbida del horno se usa la ecuación 5-5, donde usamos como poder

calorífico superior el valor de 28 Kw H/m3 para el GLP, donde remplazando los valores en la

ecuación 5-6. Nos da el siguiente resultado

(5-5) 𝑃𝑃𝐴𝐴𝐵𝐵𝐴𝐴 = 𝑄𝑄𝑉𝑉 ∗ 𝑃𝑃𝐶𝐶𝐴𝐴

(5-6) 𝑃𝑃𝐴𝐴𝐵𝐵𝐴𝐴 = 0.61 𝑀𝑀3

𝐻𝐻∗ 28 𝐾𝐾𝐾𝐾 𝐻𝐻

𝑀𝑀3 = 17.08 Kw

Para hallar la potencia útil del quemador que será un valor inferior al encontrado

anteriormente, se debe usar un factor de corrección propio a nivel del de Cochabamba que es de

2750 m.s.n.m. esto en la ecuación 5-7, donde vemos el resultado hallado reemplazando los datos en

la ecuación 5-8.

(5-7) 𝑃𝑃𝑈𝑈𝑇𝑇𝑈𝑈𝑈𝑈 = 𝜂𝜂 ∗ 𝑃𝑃𝐴𝐴𝐵𝐵𝐴𝐴

(5-8) 𝑃𝑃𝑈𝑈𝑇𝑇𝑈𝑈𝑈𝑈 = 17.08 ∗ 0.85 = 14.52 𝐾𝐾𝐾𝐾

Con este análisis se determina que la potencia útil mínima del quemador deberá ser de 14.52

Kw a partir de este valor a continuación se diseñara el quemador adecuado para el horno. Para la

parte final de diseño del quemador se define las dimensiones del área a calentar primeramente para

una distribución apropiada de las ramas del quemador, para esto se tiene como dato que el área de

cocción es de 80 x 80 cm sección rectangular por lo que primero se dividirá la potencia del

quemador en de la siguiente manera en la tabla 5.

Rama secundarias N° Potencia (Kw)

1 5

2 5

3 5

4 5

Cuadro 4: distribución de potencia en ramas secundarias

43

Diseño de ramas secundarias

Para el diseño de las ramas secundarias se usara la tabla A-2 de anexos primeramente para

hallar el diámetro de orificios según parámetros de distancia y potencia de rama para tener una

distancia eficaz. Según se ve a continuación

potencia

p=760

mmHg

T=0 °C

p(n)

DIÁMETRO

TUBERÍA

(esquema 40)

d0 = DIÁMETRO DE LOS ORIFICIOS

3/64" 1/16" 3/32" 7/64"

1 1,19 1,5 1,59 2 2,38 2,5 2,78 3

(mm) (plg) L = LONGITUD DE RAMA (mm)

3,5

26.6/33.36 1"

1203 1011 804 760 605 511 486 436 403

4,0 1375 1156 916 868 690 582 555 498 463

4,5 1545 1299 1033 975 775 654 624 561 515

5,0 1718 1442 1145 1082 860 725 693 624 575

Cuadro 5: selección de diámetro de orificios ramas secundarias (ver anexos tabla completa)

Se escogieron una potencia de 5 Kw, donde su distancia real de conducto es de 700 mm, y

según tablas usaremos un a distancia teórica de 685 mm, esto selección nos da como resultado una

selección de diámetro de orifico de 2.5 mm. Para la selección de número de orificio se usa la tabla

A-3 de anexos como se muestra a continuación.

potencia

p=760

mmHg

T=0 °C

p(n)

DIÁMETRO

TUBERÍA

(esquema 40)

d0 = DIÁMETRO DE LOS ORIFICIOS

3/64" 1/16" 3/32" 7/64"

1 1,19 1,5 1,59 2 2,38 2,5 2,78 3

(mm) (plg) N = NUMERO DE ORIFICIOS

3,5

26.6/33.36 1"

479 338 213 190 120 85 77 62 53

4 548 387 243 217 137 97 88 71 61

4,5 616 435 274 244 154 109 99 80 68

5 685 483 304 271 171 121 110 89 76

Cuadro 6: selección de numero de orificios ramas secundarias (ver anexos tabla completa)

Por la selección de 5 Kw de potencia, se hora 110 orificios de 2.5 mm de diámetro según

tablas que se realizar en cada rama.

44

Calculo de potencia del inter encendido

Para el cálculo de la potencia del inter encendido se debe utilizar tablas de diseño de

quemador donde tenemos que usar primero la tabla A-2 de diámetro de orificios, que nos ayudara

hallar la potencia, para esto tenemos como condición usar un diámetro de orifico de 1 mm, donde

buscamos la distancia mínimo del inter encendido dando nos así la potencia del quemador, como se

ve a continuación

Potencia

p=760

mmHg

T=0 °C

p(n)

DIÁMETRO TUBERÍA

(esquema 40)

d0 = DIÁMETRO DE ORIFICIOS

3/64" 1/16" 3/32" 7/64"

1 1.19 1.5 1.59 2 2.38 2.5 2.78 3

(mm) (plg) L = LONGITUD DE RAMA (mm) 0.50

15.8/21.34 1/2" 180 148 118 112 90 76 74 68 65

1.00 348 294 234 220 175 148 143 130 118 1.50 518 436 346 327 260 219 211 193 178 2.00

21/26.74 3/4" 690 579 463 434 345 291 280 248 230

2.50 860 725 575 542 435 362 349 311 290 3.00 1033 868 691 649 520 439 418 373 350

Cuadro 7: selección de diámetro de orificios inter encendido (ver anexos tabla completa)

Se hallo que el inter encendido tiene una potencia de 2 Kw, donde se debe calcular ahora el

número de orificio usado la tabla A-3, así tenemos a continuación.

Potencia p=760 mmHg T=0 °C

p(n)

DIÁMETRO TUBERÍA

(esquema 40)

d0 = DIÁMETRO DE ORIFICIOS

3/64" 1/16" 3/32" 7/64" 1 1.19 1.5 1.59 2 2.38 2.5 2.78 3

(mm) (plg) N = NUMERO DE ORIFICIOS 0.50

15.8/21.34 1/2" 68 48 30 27 17 12 11 9 8

1.00 137 97 61 54 34 24 22 18 15 1.50 205 145 91 81 51 36 33 27 23 2.00

21/26.74 3/4" 274 193 122 108 68 48 44 35 30

2.50 342 242 152 135 86 60 55 44 38 3.00 411 290 183 162 103 73 66 53 6

Cuadro 8: selección de numero de orificios del inter encendido (ver anexos tabla completa)

45

Dimensionamiento de tubo venturi

Para proseguir al final tenemos que la potencia del quemador será la suma de la potencia de

las ramas secundarías y la potencia del inter encendido que nos da un potencia total de 22.00 Kw, se

deberá buscar en la tabal A-1 de anexos, de diseño de quemadores de esquema 4013

DIMENSIONES DEL VENTURI

, son los tubos

que tienen espesor superior a 2 mm, en la selección de tablas se escoge el valor de potencia de tabla

22.00 Kw

Al terminar la selección de potencia se debe escoger las dimensiones de venturi de la tabla

A-1 de anexos. A continuación se muestra la selección de dimensiones en tabla 6.

Potencia S.N.M. P=760 mmHg T=0 °C

Distancia Garganta Inyector

(mm)

CONO DIVERGENTE

CONO CONVERGENTE

CONDUCTO PRINCIPAL DEL

QUEMADOR

D1 (mm)

D2 (mm)

Angulo del Cono

α

Angulo de Trazado

β

C1 (mm)

C2 (mm)

Diámetro (mm)

Diámetro (plg)

21.50 99.80 454.08 645.10 5 15 76.39 108.51 54.25 2”

21.75 100.28 456.72 648.90 5 15 76.83 109.14 54.57 2”

22.00 100.77 459.33 652.70 5 15 77.27 109.76 54.88 2”

22.25 101.25 461.94 656.50 5 15 77.71 110.38 55.19 2”

22.50 101.74 464.52 660.30 5 15 78.14 111.00 55.50 2”

Cuadro 9: selección de dimensiones de tubo venturi (ver anexos tabla completa)

13 Texto Instalador II. Infocal 2002

46

5.2.9. Diseño y Construcción de un Tubo Venturi Rediseñado

A continuación se explicara cómo se puede diseñar un tubo venturi donde utilizando

especificaciones de la Tabla A-1 para dimensionamiento de venturi, se puede fabricar un venturi que

tenga un garganta de menor diámetro lo cual producirá en el venturi mayor depresión así

permitiendo mas ingreso de aire primario. Primero se debe hallar la distancia de tubo mezclador, el

cual se divide en el cono convergente y divergente.

Figura 19: Partes de un quemador

Para hallar la longitud del cono convergente y divergente, se usa las siguientes formulas

correspondientes, mostradas a continuación.

(5-9) 𝑳𝑳𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄 = (𝐶𝐶2 − 𝐶𝐶1) ∗ �1 − � 𝛽𝛽360�

2

(5-10) 𝑳𝑳𝒅𝒅𝒅𝒅𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄 = (𝐷𝐷2− 𝐷𝐷1) ∗ �1 − � 𝛽𝛽360�

2

(5-11) 𝑳𝑳𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄 = (109.76− 77.27) ∗ �1 − � 90360�

2= 𝟑𝟑𝟑𝟑.𝟒𝟒𝟒𝟒 𝒎𝒎𝒎𝒎

(5-12) 𝑳𝑳𝒅𝒅𝒅𝒅𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄 = (652.70− 459.33) ∗ �1 − � 15360�

2= 𝟑𝟑𝟏𝟏𝟑𝟑.𝟐𝟐𝟐𝟐 𝒎𝒎𝒎𝒎

47

Con esto obtenemos las longitudes correspondientes del cono divergente y convergente,

ahora hallaremos el diámetro de la garganta del venturi con la siguiente formula.

(5-13) ∅𝒄𝒄 = 𝛽𝛽∗𝐶𝐶1180

∅𝒄𝒄 = 𝛽𝛽∗𝐷𝐷1180

(5-14) ∅𝒄𝒄 = 90∗77.27180

= 𝟑𝟑𝟑𝟑.𝟒𝟒𝟑𝟑𝟔𝟔 𝒎𝒎𝒎𝒎 ∅𝒄𝒄 = 15∗459.33180

= 𝟑𝟑𝟑𝟑.𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐 𝒎𝒎𝒎𝒎

Con esto obtenemos que el promedio del diámetro de la garganta es de 38.431 mm, así

nosotros diseñaremos un venturi que tenga la mitad del diámetro del venturi original es decir un

diámetro de garganta de 19.20 mm. A continuación hallaremos el diámetro de la entrada y salida del

venturi que son casi el mismo con la anterior ecuación solo reemplazando un factor.

(5-15) ∅𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒆𝒆𝒅𝒅𝒆𝒆 = 𝛽𝛽∗𝐶𝐶2180

∅𝒔𝒔𝒆𝒆𝒔𝒔𝒅𝒅𝒅𝒅𝒆𝒆 = 𝛽𝛽∗𝐷𝐷2180

(5-13) ∅𝑬𝑬 = 90∗109.76180

= 𝟔𝟔𝟒𝟒.𝟑𝟑𝟑𝟑 𝒎𝒎𝒎𝒎 ∅𝑺𝑺 = 15∗652.70180

= 𝟔𝟔𝟒𝟒.𝟑𝟑𝟏𝟏 𝒎𝒎𝒎𝒎

Con esto tenemos que el promedio del diámetro 𝑚𝑚s de 54.63 mn asi nosotros diseñaremos un

venturi que tenga el mismo diámetro del venturi original.

48

Diseño de venturi rediseñado

Por eso tenemos las condiciones iníciales para el venturi rediseñado son las siguientes:

LD L divérgete = 193 mm

LC L convergente = 31.5 mm

ØG Ø garganta = 19.20 mm

ØE Ø entrada = 54.50 mm

ØS Ø salida = 54.50 mm

Para hallar los nuevos C’ 2 y C’ 1 del nuevo tubo venturi se usara la siguientes formulas.

(5-14) 𝑪𝑪′𝟑𝟑 = ∅𝑮𝑮��𝑳𝑳𝑪𝑪

∅𝑬𝑬−∅𝑮𝑮�𝟐𝟐

+ 𝟑𝟑𝟒𝟒

𝑪𝑪′𝟐𝟐 = ∅𝑬𝑬��𝑳𝑳𝑪𝑪

∅𝑬𝑬−∅𝑮𝑮�𝟐𝟐

+ 𝟑𝟑𝟒𝟒

Correspondiente a esta fórmula cambiando un factor a las formulas se halla también los

nuevos D’ 1 y D’ 2.

(5-15) 𝑫𝑫′𝟑𝟑 = ∅𝑮𝑮��𝑳𝑳𝑫𝑫

∅𝑺𝑺−∅𝑮𝑮�𝟐𝟐

+ 𝟑𝟑𝟒𝟒

𝑫𝑫′𝟐𝟐 = ∅𝑺𝑺��𝑳𝑳𝑫𝑫

∅𝑺𝑺−∅𝑮𝑮�𝟐𝟐

+ 𝟑𝟑𝟒𝟒

Reemplazado las 4 formulas tenemos:

(5-16) 𝑪𝑪′𝟑𝟑 = 19.20�� 31.554.50−19.20

�2

+ 14

= 19.64 𝑚𝑚𝑚𝑚

(5-17) 𝑪𝑪′𝟐𝟐 = 54.50�� 31.554.50−19.20

�2

+ 14

= 55.75 𝑚𝑚𝑚𝑚

(5-18) 𝑫𝑫′𝟑𝟑 = 19.20�� 193

54.50−19.20�

2+ 1

4= 105.41 𝑚𝑚𝑚𝑚

(5-19) 𝑫𝑫′𝟐𝟐 = 54.50�� 19354.50−19.20

�2

+ 14

= 299.22 𝑚𝑚𝑚𝑚

49

Finalmente el último dato para realizar el trazado del nuevo venturi es hallar el ángulo

trazado se usa la siguiente formula.

(5-20) 𝜷𝜷′𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑬𝑬𝑪𝑪𝑮𝑮𝑬𝑬𝑪𝑪𝑪𝑪𝑬𝑬 = 180∗∅𝐺𝐺𝐶𝐶′1

𝜷𝜷′𝑫𝑫𝑫𝑫𝑪𝑪𝑬𝑬𝑪𝑪𝑮𝑮𝑬𝑬𝑪𝑪𝑪𝑪𝑬𝑬 = 180∗∅𝐺𝐺𝐷𝐷′1

(5-21) 𝜷𝜷′𝑪𝑪 = 180∗19.2019.64

= 175.96 𝜷𝜷′𝑫𝑫 = 180∗19.20105.41

= 32.78°

5.3. Características Constructivas del Horno

Primeramente para esta parte de construcción se hará una lista de materiales los cuales se

usaron en la construcción física del horno en la siguiente tabla

Horno

Plancha de e= 1 mm

Plancha de e = 0.76 mm

Angular de ¾”

Ladrillo refractario de (refrack)

Angular de 1”

Angular de 1 ½”

Tee de 1/4”

Quemador

Tubería acero negro 1”

Tubería acero negro 2”

Sistema

de control

y seguridad

Electroválvula “Danfoss”

Termopar “R.O.C.”

Control de temperatura “Altronic”

Encendido de Piloto

Llave de paso de ½” BONGAS

Tee de ½”

Codo HM ½”

Tubería de cobre de ¼”

Cuadro 10: lista de materiales para el horno

50

5.3.1. Construcción del Horno

Construcción de sujetadores de ladrillos para pared

De una plancha de e = 0.76 mm se construyo perfiles de forma C con las medidas de 20 mm

x 30 mm con largo de 500 mm, el cual se une con soldadura de punto en los talleres de mecánica de

industrial, se toma dos perfiles de tipo C para la sujeción de los ladrillo refractarios marca “refrack”,

se hizo el dobles de 11 perfiles para la sujeción en las paredes para un total de 48 ladrillos. El medio

por el que estarán unidos los perfiles será por soldadura oxiacetilénica a un marco de fierro angular

de 1” con una dimensión de 103 x 96 cm.

Construcción de sujetadores de ladrillos para techo

Con angular de 1 ½” se realizo un marco de 103 x 96 cm, unido con carriles de Tee de ¾”

con separación de 23.5 cm, con soldadura eléctrica el cual está destinado para sujeción de los

ladrillos refractarios en total 26 ladrillos, el techo estará cubierto totalmente de ladrillos con la

excepción de un espacio destinado para la salida de combustión de los gases de 47 x 12 cm. El

techo está sujeto por medio de presión a la estructura de las paredes.

Construcción de moldes de base de cámara

La base se hizo de acuerdo a nuestros requerimiento en la fabrica “REFRACK” con cemento

refractario, el diseño del mismo fue por parte nuestra, las dimensiones de las dos bases son de 80 x

80 cm, con un espesor de 1”. Una base para trabajo del horno y otro base como repuesto en caso de

fractura de la base de trabajo.

51

Construcción de bases de las cámaras del horno

• Cámara superior

Para la sujeción del molde para la base, se hizo carriles con fierro angular de 1” de forma

transversal entre las paredes laterales, uno soldado a los perfiles del fondo de la cámara, el segundo

soldado a una distancia de 20 cm del primero, y el tercero a 70 cm del fondo del horno todos

soldados a los perfiles de la cámara, con soldadura oxiacetilénica.

• Cámara inferior

La cámara inferior se hizo según requerimiento del propietario para el precalentado y dorado de

las pizzas, para la sujeción de ladrillos para la base, se hizo carriles con fierro angular de Tee de ¾”

con separación de 23.5 cm, el cual destinado para sujeción de los ladrillos refractarios en total 28

ladrillos, la base estará cubierto de ladrillos con la excepción de un espacio destinado para el ingreso

aire secundario para los quemadores en los laterales de la cámara con dimensión por abertura de 8 x

94 cm. Los carriles están sujetos por medio de soldadura eléctrica a la estructura de las paredes.

Construcción de la cubierta del horno

La construcción de la cubierta del horno se divide en 5 partes principalmente que son:

Parte posterior

Parte de los laterales

Parte frontal

Parte del techo o tapa

Construcción de puertas

52

• Parte posterior

La cubierta de la parte posterior del horno se realiza a partir de una plancha de 134 x 63 cm con

espesor de 1 mm. Donde se realiza primeramente los dobleces en la parte inferior de la plancha con

un tamaño de 3 cm de forma perpendicular, donde en dicho dobles se le hará los respectivos cortes

para facilitar al doblar la plancha en los puntos que sean necesarios, la plancha se dividirá en tres

partes partiendo de la derecha 16 cm, luego 104 cm y 16 cm donde se realizara el doblado de la

plancha en forma de C, esto con la ayuda de una plegadora en instalaciones de INFOCAL.

• Parte laterales

La cubierta para los laterales del horno se realiza a partir de una plancha de 112.5 x 63 cm con

espesor de 1 mm. Donde se realiza primeramente los dobleces en la parte inferior de la plancha con

un tamaño de 3 cm de forma perpendicular, donde en dicho dobles se le hará los respectivos cortes

para facilitar al doblar la plancha en los puntos que sean necesarios, en la parte de la izquierda de la

plancha se realizara un dobles de 3 cm, para unir a la parte trasera, en la parte de la derecha se

realizara otro dobles de 8 cm para unir con la parte frontal de horno, realizado los dobleces

respectivos se procederá a doblar la plancha en forma de C, con las siguientes divisiones, partiendo

de la derecha 5.5 cm, 91 cm y 5 cm. esto con la ayuda de una plegadora en instalaciones de

INFOCAL.

• Parte frontal

La construcción de la parte frontal se divide en 4 partes, el primero parte superior que parte

de una plancha de 92 x 22 cm, el cual se realiza dos tipos de cejas, una ceja de unión que será en las

partes laterales de la plancha de 3 cm, y otra ceja que funcionara como tope de las puertas de las

cámaras del horno de 2 cm, esta se realizara en la parte inferior de la plancha, en cada ceja se

realizara los respectivos cortes para facilitar el dobles de la plancha, finalmente la plancha se

doblara en L, donde la división a partir de abajo es de 9 cm.

Segundo la parte central se realizara a partir de una plancha de 92 x 31 cm. donde el cual se

realiza dos tipos de cejas, una ceja de unión que será en las partes laterales de la plancha de 3 cm, y

otra ceja que funcionara como tope de las puertas de las cámaras del horno de 2 cm, esta se realizara

53

en la parte inferior y superior de la plancha, en cada ceja se realizara los respectivos cortes para

facilitar el dobles de la plancha, finalmente la plancha de doblara en C, donde la división a partir de

abajo es de 9 cm, 13 cm y 5 cm.

Tercero la parte inferior se realizara a partir de una plancha de 92 x 21 cm. donde el cual se

realiza dos tipos de cejas, una ceja de unión que será en las partes laterales de la plancha de 3 cm, y

otra ceja que funcionara como tope de las puertas de las cámaras del horno de 2 cm esta se realizara

en la parte superior de la plancha, en cada ceja se realizara los respectivos cortes para facilitar el

dobles de la plancha, finalmente la plancha se doblara en C, donde la división a partir de abajo es de

10 cm, 4 cm y 5 cm.

Cuarto las partes laterales se realizara a partir de dos planchas de 60 x 22 cm. donde estas

cumplen la función de sujetar las anteriores planchas y funcionar como marco del puertas de las

cámaras de cocción, en el cual se realiza dos tipos de cejas, una ceja de unión que será en un lado de

la plancha de 2.5 cm, y otra ceja que funcionara como tope de las puertas de las cámaras del horno

de 2 cm estas se realizara respectivamente en las secciones de las compuertas, en cada ceja se

realizara los respectivos cortes para facilitar el dobles de la plancha, el cual se doblara en L, donde

la división a partir del lado del dobles, es de 8.5 cm y 11 cm, en la sección de 11 cm se procederá a

realizar los cortes para la función de marco de las puertas, el primer corte será de forma rectangular

de 8 x 11 cm partiendo de la esquina superior derecha, el segundo corte será de 8 x 13 cm partiendo

a una distancia de 27 cm de la esquina superior derecha. Por último se realizar cortes para la

inclinación de las puertas, para más detalle ver anexo planos. Todo el trabajo realizado fue con la

ayuda de una plegadora y una guillotina en instalaciones de INFOCAL.

• Parte techo

Para la realización de la tapa del techo del horno se realiza a partir de dos planchas una de

118 x 95 cm con espesor de 1 mm. Donde se realiza en todos sus lados cejas con un tamaño de 2 cm

de forma perpendicular, la otra plancha será de 108 x 16 cm donde también se realiza en todos sus

lados cejas con un tamaño de 2 cm de forma perpendicular, en todos los dobles se le hará los

respectivos cortes para facilitar el trabajo de doblado de plancha en los puntos que sean necesarios.

54

Ambas planchas se unirán con soldadura de oxiacetilénica, a continuación se realizara

perforado de la plancha para función de salida de los gases de la combustión de la cámara, donde se

realizara en la parte central trasera una cantidad de 35 orificios de diámetro de 1.3 cm dando nos una

área de salida de más de 50 cm2, luego se realizara el conducto de chimenea interna, esto con una

plancha de 122 x 12 cm el cual se le realizara cejas en la parte superior e inferior de la misma con un

tamaño de 2.5 cm luego se doblara la plancha en forma de C, de división a partir de la derecha de

55 cm , 12 cm y 55 cm, esto se soldara a la plancha donde se encuentra la perforación de salida de

los gases de combustión. Todo el trabajo de unión se realiza con soldadura oxiacetilénica en

instalaciones de trabajo de INFOCAL.

Construcción de puertas

Las compuertas del horno se realizan a partir de una plancha de 97 x 27 cm con espesor de

1 mm. Donde se realiza primeramente los cortes en las 4 esquinas de dimensión de 6 x 6 cm en

forma rectangular, luego se procederá a realizar las cejas de unión en los cuatro lados de la plancha

con un tamaño de 1.5 cm de forma perpendicular, donde en dicho dobles se le hará los respectivos

cortes para facilitar al doblar la plancha en los puntos que sean necesarios, la plancha se doblara en

forma de caja con dobles de 4.5 cm, esto con la ayuda de un dobladora en instalaciones de

INFOCAL. Al cual se le realizara un tapa de 85 x 15 cm, que se unirá la puerta con tornillos de

sujeción, el los costados se realiza dos orificios para el paso de bisagra de diámetro 1.5 cm.

Base del horno

La base la cual estará el horno se construyo con fierro angular de 1” el cual primero se

realizo el marco de la base, con dimensiones de 114 x 104 cm, luego se corto cuatro barras del

mismo angular de 1 ¼” de tamaño de 80 cm, el cual sirve para las patas, para mantener estable las

estructura se usaron angular 1” que se unieron de forma cruzada, todo el trabajo se utilizo soldadura

eléctrica.

55

5.3.2. Construcción de Quemador

La realización del quemador se realizo con material de tubería de acero negro de 2” utilizada

en el conducto principal y tubería de 1” para las ramas.

Tuvo venturi

Elegimos plancha de espesor de 1 mm, según dimensionamiento y diseño anterior se debe

realizar el trazado según especificaciones anteriormente según tabla, donde se realiza de forma

separada el cono divergente y convergente, una vez trazado y cortado los conos, se procederá a su

respectivo moldeado para ser soldados y así obtener el venturi, luego se corta un niple de 8 cm de

tubería de 2” y se procederá a unir con soldadura oxiacetilénica el venturi al conducto principal.

Ramas secundarias

De la tubería de 1” se corta 4 tubos de 0.75 m de longitud de acuerdo a dimensiones de

sección a de horno, luego se realiza planillas donde se señala la ubicación de orificios en la rama la

cual se hace una copia a las distintas ramas, con la ayuda de golpe de granete, luego del marcado se

realiza el respectivo orificio con una broca de diámetro de 2.5 mm, al extremo se coloca un tapón

del mismo material con soldadura oxiacetilénica.

Rama principal

De la tubería de 2” se corta 1 tubo de 0.70 m de longitud de acuerdo a dimensiones de

sección a de horno, luego se realiza planillas donde se señala la ubicación de orificios en la rama la

cual se hace una copia a las distintas ramas, con la ayuda de golpe de granete, luego del marcado se

realiza el respectivo orificio con una broca de diámetro de 1 mm, a un extremo se coloca un tapón

del mismo material con soldadura oxiacetilénica. Luego se sueldan junto con el tubo venturi y así

finalmente obtener el quemador de potencia de 22.00 Kw.

56

5.3.3. Sistema de control y seguridad

Se le ubico en un punto todos los sistemas de seguridad para el horno que son el control de

temperatura, termocupla, la electroválvula, y una válvula manual de seguridad, esta se la ubico en la

parte lateral del horno. El sistema comienza desde entrada de gas, hasta terminar en el mismo

quemador.

Alimentación de gas GLP

Entrada de gas el conducto de entrada de gas al sistema consiste en una tubería de 80 cm de

tubería galvaniza de ½” con un pitón para conectar a una manguera, en el cual se realizara el

respectivo terrajado para su conexión, a continuación se colocara una válvula manual de gas marca

BONGAS de ½” de cuarto de giro, a partir de este punto se realizara de forma paralela dos sistema

uno para el flujo de gas para el quemador y el otro para la llama piloto.

Sistema de llama piloto

Después de la salida de la válvula de corte general, se conectara un codo HM de ½” el cual

tendrá una derivación para un robinete de cobre el que manejara el flujo de gas de la llama piloto, a

este robinete se le realizara la respectiva conexión de tubería de cobre de 6 mm de diámetro que

comienza en el robinete y llega hasta las ramas del quemador para su encendido, el piloto se sujetara

por medio de abrazaderas a las ramas del quemador.

Sistema del quemador

A la salida del codo HM donde se halla la derivación de la llama piloto, se realizara el

trabajo de conexión a la electroválvula solenoide marca Danfoss, el cual tiene una conexión de ½” a

partir de este punto se realizara la conexión del sistema eléctrico del sistema de control que se

explicara más adelante, a la salida de la electroválvula se realizara la conexión al venturi del

quemador esto mediante accesorios se pasa de tubería galvanizada a tubería de cobre, el venturi

consta de una entrada de aire regulable mediante rosca que abre y cierra el conducto de entrada, para

la adecuada mezcla de aire y gas, para obtener un buena llama en el quemador, por último el sistema

de quemador es exclusivamente de acero negro con uniones soldadas.

57

5.4. Análisis De Presupuesto Para un análisis de presupuesto cualquiera se calculan tomando en cuenta, el trabajo

realizado en base a las especificaciones y planos, juntamente con los correspondientes volúmenes de

material, esto sirve para determinar el presupuesto del aparato.

Los elementos que compone en al análisis del costo total son:

𝐶𝐶𝐶𝐶𝐴𝐴𝑇𝑇𝐶𝐶 𝑇𝑇𝐶𝐶𝑇𝑇𝐴𝐴𝑈𝑈

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 𝑐𝑐𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 𝑝𝑝𝑝𝑝𝐶𝐶𝑑𝑑𝑚𝑚𝑐𝑐𝑐𝑐𝑝𝑝ó𝑚𝑚 �

𝑚𝑚𝑚𝑚𝐶𝐶𝑚𝑚𝑝𝑝𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝐶𝐶 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝐶𝐶 𝑑𝑑𝑚𝑚 𝐶𝐶𝑜𝑜𝑝𝑝𝑚𝑚

𝑝𝑝𝑚𝑚𝑑𝑑𝑝𝑝𝑝𝑝𝑚𝑚𝑐𝑐𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 �

𝑐𝑐𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 𝐶𝐶𝑝𝑝𝑚𝑚𝑝𝑝𝑚𝑚𝐶𝐶𝑝𝑝𝑜𝑜𝐶𝐶 � 𝑚𝑚𝑑𝑑𝑚𝑚𝑝𝑝𝑚𝑚𝑝𝑝𝐶𝐶𝐶𝐶𝑝𝑝𝑚𝑚𝐶𝐶𝑝𝑝𝑜𝑜𝐶𝐶𝐶𝐶

𝑐𝑐𝐶𝐶𝑚𝑚𝑚𝑚𝑝𝑝𝑐𝑐𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑝𝑝𝑐𝑐𝑚𝑚𝑐𝑐𝑝𝑝ó𝑚𝑚𝑓𝑓𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑐𝑐𝑝𝑝𝑚𝑚𝑝𝑝𝐶𝐶

�

𝐶𝐶𝐶𝐶𝑝𝑝𝐶𝐶𝐶𝐶 𝑐𝑐𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶

�

58

5.4.1. Calculo de costo total

Materiales

Los materiales son los primeros componentes que intervienen en el cálculo de costo en el

cual se debe tener especial cuidado en la estimación del rendimiento y del precio. En este último

aspecto, puede variar cada material, es así que tomando una lista de materiales y multiplicando por

la cantidad del mismo, es así como hayamos el costo de los materiales.

Cuadro 11: costo de materiales empleados para el horno

Descripción Unid Cantidad Costo Unitario

Costo Total

1.-MATERIALES Válvula solenoide de 1/2" "Danfoss de mod. EV220B”

Pza. 1.00 760.00 760.00

Controlador de temperatura “Altronic mod. CMO-04”

Pza. 1.00 560.00 560.00

Termocupla "R.O.C." Pza. 1.00 320.00 320.00 interruptor eléctrico Pza. 1.00 4.00 4.00 piloto Pza. 1.00 145.00 145.00 robinete Pza. 1.00 20.00 20.00 llave de paso de 1/2" Pza. 1.00 48.00 48.00 pitón de cobre de 1/2" Pza. 1.00 9.50 9.50 cañería de cobre de 1/4" ml 2.00 25.00 50.00 niple reducción de 1/2" x 5/16" Pza. 1.00 14.50 14.50 codo H-M 1/2" TUPY Pza. 2.00 5.00 10.00 Cañería de galv. 1/2" Pza. 0.20 145.00 29.00 Niple hexagonal galv. 1/2" Pza. 2.00 4.00 8.00 tuerca de cobre 5/16" Pza. 3.00 4.50 13.50 niple de inyector cobre 5/16" Pza. 1.00 25.00 25.00 cañería A.N. 2" barra 0.30 291.00 87.30 cañería A.N. 1" barra 0.50 244.00 122.00 plancha de e = 0.76 mm hoja 0.25 114.00 28.50 plancha de e = 1 mm hoja 5.19 155.00 804.45 perfil Tee de 3/4” barra 1.40 33.88 47.43 angular de 1 ½” barra 1.60 105.84 169.34 angular de 1” barra 1.75 70.77 123.85 pintura lts 1.50 30.00 45.00 tubin Ø 15 mm ml 0.32 12.00 3.84 jaladores Pza. 2.00 15.00 30.00 tornillo Pza. 36.00 0.16 5.76 ladrillo refractario "refrak” Pza. 82.00 4.50 369.00 losa de 80 x 80 cm refractario Pza. 2.00 150.00 300.00 TOTAL DE MATERIALES 4152.97

59

Mano de Obra

El costo de la mano de obra14

Costo final 1110 𝐵𝐵𝐶𝐶.∗ 2 𝑝𝑝𝑚𝑚𝑝𝑝𝐶𝐶𝐶𝐶𝑚𝑚𝑚𝑚𝐶𝐶 = 𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐 𝑩𝑩𝒔𝒔

es dependiente a dos factores, rendimiento y precio pagado por

la misma, donde el rendimiento es función del grado de especialización del trabajador así como de

los métodos y sistemas constructivos empleados, y el precio pagado por la misma, que es muy

variable y se halla regulado por la oferta y la demanda, que puede variar también en función del

grado de especialización. En el cálculo del precio a pagar por la mano de obra se toma como

condición que el salario mínimo a pagar al trabajador es de 2400 Bs. Lo que cual se pagaría si se

trabaría todo el mes. Para calcular el jornal diario a pagar al trabajador se utiliza el siguiente

formula.

(5-22) 𝑗𝑗𝐶𝐶𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑑𝑑𝑝𝑝𝑚𝑚𝑝𝑝𝑝𝑝𝐶𝐶 = 𝐶𝐶𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑝𝑝𝑝𝑝𝐶𝐶 𝑜𝑜𝑚𝑚𝐶𝐶𝑝𝑝𝑐𝑐𝐶𝐶207.7

∗ 8 ℎ𝐶𝐶𝑝𝑝𝑚𝑚𝐶𝐶

Tomando en cuenta el salario básico impuesto se sabe que el jornal diario es:

(5-23) 𝑗𝑗𝐶𝐶𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑑𝑑𝑝𝑝𝑚𝑚𝑝𝑝𝑝𝑝𝐶𝐶 = 2400207.7

∗ 8 ℎ𝐶𝐶𝑝𝑝𝑚𝑚𝐶𝐶 = 92.50 𝐵𝐵𝐶𝐶.

Obteniendo cuanto es el jornal diario a pagar se multiplica por el estimado de días que toma

construir el horno, el estimado de tiempo es de 12 días de 8 horas de trabajo diario.

(5-24) 𝑗𝑗𝐶𝐶𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑑𝑑𝑝𝑝𝑚𝑚𝑝𝑝𝑝𝑝𝐶𝐶 ∗ 12 𝑑𝑑𝑝𝑝𝑚𝑚𝐶𝐶 = 𝑐𝑐𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 𝑝𝑝𝐶𝐶𝑝𝑝 𝐶𝐶𝑝𝑝𝑚𝑚𝑜𝑜𝑚𝑚𝑗𝑗𝑚𝑚𝑑𝑑𝐶𝐶𝑝𝑝

(5-25) 𝑗𝑗𝐶𝐶𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑑𝑑𝑝𝑝𝑚𝑚𝑝𝑝𝑝𝑝𝐶𝐶 ∗ 12 𝑑𝑑𝑝𝑝𝑚𝑚𝐶𝐶 = 1110 𝐵𝐵𝐶𝐶.

Al final tenemos que el costo por trabajador es de 1110 Bs. (un mil ciento diez bolivianos

00/100) Pero se deberá tener en cuenta que en la construcción se tenía que usar a dos trabajadores

por lo que el costo de mano de obra final será, el costo por persona multiplicado por el número de

trabajadores implicados en la construcción del horno.

14 Texto Economía política y derecho económico. Mery Alvarado R. 2004

60

Costos Indirectos

Al final para el cálculo del costo de producción se deberá tomar en cuenta los costos

indirectos de producción, en lo que respecta al proyecto sería el costo de depreciación15 de equipos y

herramientas, para el cálculo de depreciación de cada herramienta se usa la siguiente ecuación a

continuación.

(5-26) 𝑫𝑫𝒄𝒄𝑫𝑫𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒅𝒅𝒆𝒆𝒄𝒄𝒅𝒅𝒄𝒄𝒄𝒄 = 𝑐𝑐𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 𝑑𝑑𝑚𝑚 𝑝𝑝𝐶𝐶𝐶𝐶𝑚𝑚𝐶𝐶𝑝𝑝𝐶𝐶𝑚𝑚𝐶𝐶𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑝𝑝𝐶𝐶 𝑑𝑑𝑚𝑚 𝑑𝑑𝑚𝑚𝑝𝑝𝑝𝑝𝑚𝑚𝑐𝑐𝑝𝑝𝑚𝑚𝑐𝑐𝑝𝑝𝐶𝐶𝑚𝑚

Esta ecuación la usaremos para cada herramienta en cuestión, así tenemos que el tiempo de

depreciación máximo tomado es de 4 años (48 meses). Así en la siguiente tabla tenemos el costo de

equipo y herramienta y el precio de depreciación de los mismos, el cual debe multiplicarse por un

factor uso que se obtiene del porcentaje de tiempo utilizado para construir el horno, para así hallar el

costo final de herramientas

ARTICULO PRECIO TIEMPO DE

DEPRECIACIÓN DEPRECIACIÓN

FACTOR DE

USO COSTO

amoladora 2000 12 MESES 166.67 0.10 16.67

taladro 2000 12 MESES 166.67 0.10 16.67

cizalla 3500 48 MESES 72.92 0.10 7.29

prensa 1500 48 MESES 31.25 0.05 1.56

soldador 9000 48 MESES 187.5 0.05 9.37

plegadora 3500 48 MESES 72.92 0.05 3.64

compresor 5500 48 MESES 114.58 0.01 1.14

TOTAL COSTO DE DEPRECIACIÓN 56.34 Bs

Cuadro 12: costo de depreciación de herramientas

Con esto al final sacamos que el costo de producción total es de 6429.31 Bs. (seis mil

cuatrocientos veintinueve bolivianos 31/100)

15 Texto precios unitarios de construcción. S.I.B. Cochabamba 2011

61

5.4.2. Costos Operativos

Los costos operativos incluyen aquellos gastos que siendo imputables a la obra no pueden ser

asignados dentro los costos directos y también aquellos que siendo independientes se erogan existe o

no trabajo para la empresa. En el presente trabajo se desarrolla a continuación un ejemplo de

determinación de los gastos generales, para el cual se tornaron consideraciones básicas de trabajo

dentro de un área urbana. A continuación para el proyecto solo se tiene el siguiente gasto.

Costos administrativos material de escritorio 50 Bs

Costo total operativo 50 Bs

5.4.3. Precio de venta

Para el precio de venta al final tenemos que sumar el total del costo total y sumarle el

porcentaje de ganancia que se desea ganar, en el proyecto se plantea un ganancia de 30%

Costo total

Costo de producción 6429.31 Bs

Costo de operativos 50 .00 Bs

6479.31 Bs

Utilidad

Ganancia del 30% costo total 1943.79 Bs

Precio de venta sin factura 8423.10 Bs

Con esto al final sacamos que el costo de venta del horno sin factura es de 8423.10 Bs. (ocho

mil cuatrocientos veintitrés 10/100)

Precio sin factura 8423.10 Bs

Impuesto al valor agregado % 13 (IVA) 1095.00 Bs

Impuesto al valor a las transacciones % 3 ( IT ) 252.69 Bs

Precio con factura 9770.79 Bs

Con esto su precio con factura de venta del horno es de 9770.79 Bs. (nueve mil setecientos

setenta bolivianos 79/100)

62

5.5. Pruebas De Seguridad

Para finalizar el proyecto de fabricación del horno para la pizzería Napoli, se realizo las

respectivas pruebas de seguridad y funcionamiento, donde se realizo las siguientes pruebas.

5.5.1. Pruebas de fugas

En esta prueba nos topamos con una conexión deficiente, ya que se encontró una fuga en el

conducto entre la electroválvula solenoide y el inyector, la cual se soluciona inmediatamente con los

ajustes respectivos, luego se procedió a realizar nuevamente las pruebas con ayuda de espuma de

detergente en todo el sistema de gas, donde ya no se encontró fugas.

5.5.2. Pruebas del Sistema Electrónico de Controlador de Temperatura

Con la ayuda de un tester, se verifica el correcto flujo de energía que debería llegar un

voltaje de 220 voltios, a todos los artefactos electrónicos, los cuales son la válvula solenoide y al

controlador de temperatura, donde se presento un problema de una mala conexión de cables en el

interruptor que ocasiona que baje la tensión en el sistema electrónico, afectando que nos se energicé

adecuadamente la válvula solenoide así impidiendo el normal flujo de gas.

Al encontrar este problema se soluciono incorporando las debidas conexiones al interruptor

con terminales, donde al final se vio el correcto funcionamiento del sistema electrónico, dejando

energizar la válvula solenoide par que fluya el gas a los quemadores.

5.5.3. Prueba de Quemador

La prueba de encendido del quemador y su buen funcionamiento se explicara mas delante de

forma más detallada tomando aspectos de análisis en la potencia, ingreso de aire y mezcla de

combustible optima, también se analizara el horno en diversas condiciones de trabaja, como son

presión de gas diseño de venturi.

63

Capitulo 6

Conclusiones y consideraciones del Diseño del Horno

Para finalización del horno en condiciones de trabajo, se realizaron los siguientes estudios y

observaciones, se analizaron tres puntos importantes: el trabajo del quemador así como su potencia,

el rango de temperaturas recomendadas de trabajo y su evaluación de pérdidas de calor del mismo.

6.1. Análisis del Equipo de controles

La ubicación del equipo de controles se encontraba en un lugar no recomendable ya que

estaba junto a la pared del horno lo que provocaba calentamiento en el equipo en el momento del

encendido, así acortando la vida útil del equipo, por estas razones se ve en la necesidad de trasladar

a un distancia adecuada del horno donde no le afecte el calor, también modificar la conexiones de

gas para un fácil acceso y ensamblado, en la conexión electrónica del controlador y ensamblado del

mismo se requiere accesoriamente técnico profesional como en su programación para los

requerimiento del usuario.

6.2. Evaluación De Trabajo Del Quemador

Antes de empezar con esta parte de evaluación del quemador se quiere señalar que antes de

obtener el quemador final que se construyo para el horno se realizaron pruebas a tres diferentes

quemadores de diferentes potencias y especificaciones de construcción, que se señalaran más

adelante, en la evaluación del quemador lo principal es realizar pruebas de trabajo, la primera prueba

era calcular la potencia del mismo quemador en condiciones de presión de 28 mbar (gr/cm2) es decir

en baja presión.

Para esto resaltamos que el diseño previo que se realizo según tablas proporcionadas por la

institución INFOCAL, en la materia de instalaciones de gas multifamiliar y comercial, en tema de

quemadores, las tablas fueron realizas según prueba y fallas en experimentos realizados al nivel del

mar y según diseños empíricos de quemadores, los resultados obtenidos por este quemador son los

64

mencionados a continuación teniendo en cuenta en los siguientes puntos: Tamaño de llama, potencia

útil y necesidad e aire primario.

6.2.1. Quemador De Potencia 20 Kw Sin Inter Encendido

El siguiente quemador se realizo con las siguientes especificaciones, construcción con

material de acero galvanizado, con potencia absorbida de 20 Kw y un venturi según diseño de

tablas. En la siguiente evaluación se especifica las dificultades encontradas, limitaciones y posibles

mejoras, en la construcción y en su operación de trabajo

En un intento de autoevaluación, en esta sección se describen las dificultades y limitaciones

que el proyecto con lleva. Primer y gran dificultad, que significo también un gran desafío, fue el

escaso conocimiento que se poesía al comienzo del proyecto, referente a este área de investigación.

Es bien sabido, que los estudiantes de la carrera de instalaciones integrales y de gas, contábamos

hasta el momento con materias limitadas en relación al área de diseño de quemadores. Si bien la

primera etapa del proyecto, consistía en un estudio del estado de horno de gas de tipo comercial, el

alcance en estos temas es inmenso en relación al corto plazo de tiempo de los cuales se disponía. A

pesar de que se dedico parte de ese período de investigación, a adquirir los conocimientos básicos en

el área de quemadores, apenas se obtuvieron los conceptos fundamentales como para iniciar con el

trabajo específico. Quizás sea por esta razón, que se comenzó implementando métodos que luego

fueron cambiados y/o perfeccionados; o que no se intento exhaustivamente con todos las posibles

alternativas de solución para los diferentes módulos mencionados en la sección anterior.

En segundo lugar, este proyecto requería de muchos materiales extra, como ser codos de

diámetros amplios. Material como acero negro y galvanizado, A pesar de que, en el transcurso del

proyecto se fueron consiguiendo estos materiales. La realización de los mismos quemadores fue

larga y pesada.

65

Combustión de llama

Los quemadores presentaron una llama de combustión buena, donde se observo en la

operación de trabajo una buena llama, lo cual demostraba que la mezcla de aire primario y

combustible GLP, es optima. Esto quiere decir que aunque el quemador era de una dimensiones

grandes. La distribución del combustible era pareja en todo el sistema del quemador, aunque no

presentara un inter encendido.

Potencia útil obtenida

El quemador que se construyó, su trabajo con regulador de GLP que lanzo una presión de 31

mbar (gr/cm2), un diámetro de inyector de 3 mm aunque por tabla el diámetro recomendado es de

2.28 mm y con una amplia apertura de su entrada de aire y un distancia a la garganta inyector de 6. 5

cm. Aunque por tabla la distancia es recomendada es de 9.68 cm Lo que se obtuvo como resultado

de calcular la potencia que consumía el quemador baja las pruebas de caudal se obtuvo que el

quemador tenía una potencia absorbida ≈ 13.5 Kw y una potencia útil de 11.48 Kw. Por lo que se

deduce que el diseño de un quemador a ciertas condiciones de trabajo puede variar el valor de

potencia en el momento de trabajo.

Conclusiones de las Limitación y mejoras a implementar

Las conclusiones que sacamos en la forma de trabajo fueron primero las limitaciones que

tenernos como es la falta de un inter encendido, por lo cual se implementara para el funcionamiento

apropiado a la llama piloto, por el material que es muy difícil de la realización de orificios de los

llamas en la parte de los accesorios, aunque así se pudo también presentarse una buena llama, así

mismo se vio que el tiempo para que caliente a una temperatura adecuada de cocción en el horno

para la cocción de pizza era demasiado, esto debido a que la potencia útil del quemador solo llega

solamente a los 11.48 Kw. Sabiendo que el exigido mínimo es de 14.52 Kw, por lo que se ve en la

necesidad de aumentar la potencia, también teniendo en cuenta la combustión de la llama piloto.

66

6.2.2. Quemador De Potencia 22.00 Kw Venturi Estándar

El siguiente quemador se realizo con las siguientes especificaciones, construcción con

material de acero negro, con potencia absorbida de 22.00 Kw y un venturi según diseño de tablas.

En la siguiente evaluación se especifica las dificultades encontradas, limitaciones y posibles

mejoras, en la construcción y en su operación de trabajo.

Combustión de llama

En el segundo diseño se cambiaron las dimensiones del venturi y diámetros de los

quemadores y se incorporo un intercedido y así mismo el material que ahora del que construyo el

quemador fue con acero negro, aquí el problema se presenta a primera vista, se observo que la llama

era carbonada por inspección se vio que faltaba aire secundario en los orificios, así como aire

primario en el venturi aunque se abrió todo lo posible la apertura del ingreso de aire.

Potencia útil obtenida

Así como las condiciones de trabajo en las que operaba eran una presión de trabajo de 50

mbar (gr/cm2), un inyector de diámetro de 2.5 mm aunque el recomendado es de 2.39 mm y una

apertura de aire máximo. La potencia absorbida obtenida no fue la que se requería o esperaba la

potencia obtenida fue de 14.45 kw con una potencia útil de 12.30 Kw. esto se realizo según el

experimento donde se utiliza un medidor de gas.

Conclusiones de las Limitación y mejoras a implementar

Las conclusiones obtenidas en este experimento fue en primer instancia realizar una mezcla

de combustible y aire más apropiada para no mostrar una llama carbonada por lo que se verá en la

necesidad de aumentar el ingreso de aire primario, donde la presión se mantenga a 50 mbar(gr/cm2)

no se obtuvo una buena mezcla aunque se abrió la apertura de la sección de entrada de aire fue al

máximo, las mejoras a implementar fue el nuevo diseño de tubo venturi que permita que a una

presión baja efectué el efecto de succión en la garganta para que así se pueda utilizar el mismo

quemador. Así también se deberá alejar la plataforma de ladrillo refractario del quemador para que

las llamas tengan acceso a más aire secundario. Aunque con en el nuevo quemador se logro

67

aumentar la potencia útil a 12.30 Kw, aun si no se logro alcanzar el mínimo requerido, esperando

que al aumentar el ingreso de aire primario, se nos permita aumentar el caudal de gas, para así

obtener una mayor potencia se optara por un diseño de un nuevo venturi.

6.2.3. Quemador De Potencia 22.00 Kw Venturi Rediseñado

El siguiente quemador se realizo con las siguientes especificaciones, construcción con

material de acero negro, con potencia de diseño s.n.m. de 22.00 Kw y un venturi con un diseño

propio el cual pueda permitir el ingreso de mas aire en su mezclador gracias al efecto de succión por

la depresión en la parte de la sección de la garganta. En la siguiente evaluación se especifica las

dificultades encontradas, limitaciones y posibles mejoras, en la construcción y en su operación de

trabajo.

Combustión de llama

En el tercer diseño se cambiaron las dimensiones del venturi donde reducimos el diámetro de

la garganta, con esto lograrnos un mejor rendimiento en la mezcla y así se obtiene una buena llama,

para obtener estos resultados también reducimos la entrada de aire para la mezcla ya que el

quemador presentaba llamas sopladas.

Potencia útil obtenida

Las condiciones de trabajo del quemador es de 50 mbar (gr/cm2) la presión se puede bajar

hasta 28 mbar (gr/cm2) para probar las condiciones de trabajo, el inyector usara un diámetro de 2.5

mm aunque la recomendada por tablas es de 2.39 mm, la apertura del ingreso de aire primario es

reducida, esto se debe a que la garganta de venturi sea pequeña esto produce una depresión en la

boquilla lo que promueve que el ingreso de mas aire a mayor velocidad, por efecto de succión, la

potencia absorbida es de 15.5 Kw, con una potencia útil de 13.18 Kw según pruebas con medidor.

La potencia aumento esto nos demuestra que la potencia de un horno es proporcional al

diámetro de su garganta de venturi ya que mientras más aire y combustible se mezclen, a un presión

dada nos dará un a volumen de combustible mejor así pudiendo reducir el diámetro del inyector.

68

6.3. Evaluación de temperatura del Horno

En la parte siguiente se muestra la distribución de temperaturas en la cámara de cocción, en

donde se pierde más el calor, en un muestreo de la cocción de una pizza de tamaño de 30 cm los

resultados son los siguientes, donde el horno se precalentó por 10 minutos:

- Temperatura en la puerta superior cámara de combustión es 120 °C y en la puerta inferior 35 °C.

- Temperatura en la parte superior del horno 85° y 105 °C.

- Temperatura de las paredes externa del horno es 118 °C.

- En la superficie de la base de la cámara tenía una temperatura de 175 °C.

De esta distribución de temperatura podemos deducir lo siguiente.

- El horno pierde calor por la puerta de la cámara de combustión porque, el aislante no era suficiente

colocar ladrillos refractarios, así afectando la salud de los operarios horneros.

- En la parte superior se ve que la temperatura ha superado los 100 °C. Lo que significa que nos es

apto para poner en un lugar concurrido de trabajo como las temperaturas del exterior del horno son

altas se debe colocar en las paredes y en las partes superior aislantes.

- En la base de la carga es el único lugar de temperatura en el cual puede cocinarse adecuadamente

las pizzas, porque esta, se encuentra cerca al punto del quemador y como se requiere esta placa tiene

que tener alta temperatura para la cocción del as pizzas.

6.3.1. Resultados de Optimización de Aislantes

En la parte siguiente se muestra la distribución de temperaturas en la cámara de cocción,

donde evitamos la fuga de calor, incorporando lana de vidrio de 5 cm de espesor en las paredes,

techo y puertas del horno, ya que solo los ladrillos refractarios no era sufrientes para retener las altas

temperaturas del interior del horno.

- Temperatura en la puerta superior cámara de combustión es 40 °C y en la puerta inferior 25 °C.

- Temperatura en la parte superior del horno 40° y 50 °C.

- Temperatura de las paredes externa del horno es 45 °C.

- En la superficie de la base de la cámara tenía una temperatura de 175 °C.

69

De esta distribución de temperaturas podemos deducir lo siguiente:

- Finalmente la lana de vidrio nos muestra ser un material con buenas características de aislamiento

térmico, puesto que no permite la disipación de calor a través de él.

-Así observamos que el horno alcanzaba el rango de temperaturas requeridas en menor tiempo ya

que existía menor fuga de calor por las paredes y techo del horno.

-Con la lana de vidrio la temperatura del horno mantenía mayor tiempo el calor dentro de la cámara

del horno.

6.3.2. Aumento de temperatura en el horno

Otro análisis que se realizo al horno ya con el quemador a una potencia de 15.5 Kw, se

realizo el siguiente análisis donde se probo el quemador trabajar a diferentes presiones de trabajo y

observando el tiempo que tarda el horno en alcanzar la temperatura de 200 °C el cual es el rango

mínimo de trabajo para la cocción de la pizza. En las siguiente tabla se ve cuánto tarda en calentar el

horno versus el tiempo de precalentado.

presión 31 mbar 50 mbar 60 mbar

tiempo (min)

temperatura (°C)

0 19 31 21 1 28 41 36 2 38 50 49 3 46 59 62 4 55 67 74 5 63 75 85 6 70 83 96 7 78 90 105 8 85 97 115 9 92 104 123 10 98 110 131

Cuadro 13: Control de temperaturas del horno en condiciones de trabajo

Con estos valores y con ayuda de ecuaciones diferenciales se puede hallar una ecuación que

nos de los valores aproximados a los cuales puede comportarse según el tiempo, así también

dándonos un valor aproximado de el tiempo que tarda en calentar el horno para alcanzar la

temperatura deseada así es como tenemos las respectivas ecuaciones:

70

(6-1) Para 31 mbar 𝑇𝑇 = 250 − 229𝑚𝑚�1

670∗ln 110229�∗𝐶𝐶

(6-2) Para 50 mbar 𝑇𝑇 = 250 − 219𝑚𝑚�1

600∗ln 140219�∗𝐶𝐶

(6-3) Para 60 mbar 𝑇𝑇 = 250 − 152𝑚𝑚�1

600∗ln 100152�∗𝐶𝐶

Figura 20: control de temperaturas en enfriamiento y calentamiento en

La cámara del horno

Con la simple inspección se puede observar que mientras más sea la presión del GLP se

puede obtener una potencia mayor, lo cual nos da como resultado que a mayor potencia la

temperatura en el horno sube más rápido. Así se obtiene los requerimientos de trabajo necesarios

para que el horno trabaje en forma más óptima.

0

50

100

150

200

250

0 10 20 30 40

Tem

pera

tura

(°C

)

Tiempo (Min)

31 mbar

50 mbar

60 mbar

Diagrama de Temperaturas

71

6.3.3. Perdida de calor en el horno

Un análisis posterior que se realizo al horno ya con el quemador a una potencia de 15.5 Kw,

donde se hizo el análisis del perdida de calor que se produce en el horno ya alcanzado la temperatura

máxima del rango de trabajo que es de 250 °C. Donde se cronometro el tiempo que tardaba el horno

en enfriarse de 250 °C a 200 °C esto se muestra en la siguiente tabla.

Cuadro 14: control de pérdida de calor en el horno

Con estos valores se halla la ecuación de enfriamiento del horno.

(6-4) 𝑇𝑇 = 20 + 230𝑚𝑚�1

302∗ln 180230�∗𝐶𝐶

Figura 21: oscilación de temperaturas

Con esta grafica mostramos la oscilación de las temperatura que varía de 200 °C a 250 °C se

ve que la relación de calentamiento y enfriamiento en la cámara del horno es bastante se ve que el

calor que se pierde en el horno es bastante.

- En 5 minutos la temperatura baja de 250°C a 200 °C

- En 10 minutos la temperatura sube de 200ºC a 250ºC

0

50

100

150

200

250

300

0 5 10 15 20 25

Tem

pera

tura

( °C

)

Tiempo (minutos)

oscilacion de temperatura

tiempo (seg)

temperatura (°C)

0 250 49 240 77 230 131 220 183 210 302 200 183 210 302 200

72

6.4. Evaluación del Consumo de Combustible

En la siguiente parte se mostrara la factibilidad que tiene el horno según el combustible ya

que tenemos los datos de consumo del horno anterior y se puede obtener cuanto consumo tendrá el

horno propuesto se muestra la comparación en la siguiente tabla

HORNO ACTUAL PROPUESTO

Hrs Trabajo semana 71.38 71.38

Hrs Cilindro 6.49 7.67

Cilindros /semana 11.01 9.30

11 10

Bs / cilindro 22.5 22.5

Costo semanal 247.5 225

Costo Mensual 990 900

Cuadro 15: Comparación de Costo de combustible

Con esta tabla observamos que en una semana la pizzería NAPOLI tiene un consumo de 11

garrafas de 10 kg con un costo mensual de 990 Bs (novecientos noventa bolivianos 00/100), en

cambio con el Horno propuesto solo tendrá un costo de 900 Bs (novecientos bolivianos 00/100),

demostrando que la factibilidad del horno es viable.

(6-5) % 𝒅𝒅𝒄𝒄 𝑩𝑩𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝑩𝑩𝒅𝒅𝒄𝒄𝒅𝒅𝒄𝒄 = 𝑐𝑐𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 𝐶𝐶 𝑑𝑑𝑚𝑚 𝑚𝑚𝑐𝑐𝐶𝐶𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚ℎ𝐶𝐶𝑝𝑝𝑝𝑝𝐶𝐶 𝑝𝑝𝑝𝑝𝐶𝐶𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶

∗ 100

(6-6) % 𝒅𝒅𝒄𝒄 𝑩𝑩𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝑩𝑩𝒅𝒅𝒄𝒄𝒅𝒅𝒄𝒄 = 90090∗ 100 = 9.1%

Así obteniendo un porcentaje de beneficio 9.1% en el ahorro de combustible.

73

6.5. Manual de Operación y mantenimiento

Finalizaremos este proyecto ofreciendo un pequeño manual de operación del horno, así como

de mantenimiento y seguridad. Para que nuestro usuario tenga todas las medidas de cuidado al

manejar nuestro horno propuesto y no tenga ninguna duda en su operación.

6.5.1. Manual de procedimiento de funcionamiento

A continuación los pasos de cómo se deba operar el horno correctamente, este procedimiento

es muy parecido al funcionamiento del horno actual en la pizzería esto para evitar que el usuario

tenga complicaciones con el horno, los pasos se reducen a los siguientes:

1. Antes de abrir el tanque, verificar que la válvula del piloto esté cerrado.

2. Abrir el tanque estacionario a su máxima capacidad y después la válvula del piloto a media

capacidad.

3. Prender el piloto.

4. Activar la electroválvula.

5. Programar el control de temperatura a las temperaturas de control deseado.

6. Esperar que el horno alcance la temperatura deseada.

7. Introducir la paleta con las pizzas.

8. El resto del proceso consiste en observar que la llama piloto no se apague, ya que el horno

automáticamente encenderá los quemadores cuando baje la temperatura al límite inferior y los

apagara cuando llegue a la temperatura deseada.

Se recomienda que el horno no sobrepase la temperatura de los 300° C recomendablemente

Para apagar el horno se realizara del la siguiente forma.

1. Cerrar la válvula del piloto

2. Apagar el control de temperatura

3. Cerrar el tanque estacionario

74

6.5.2. Manual de mantenimiento y seguridad

Así como proporcionamos un manual de operación también indicaremos los pasos

apropiados del manteniendo preventivo que se debe realizar al horno

Limpieza

Siempre se debe realizar como en cualquier horno una limpieza preventiva al horno ya que

las grasas, residuos de la masa de la pizza y sus ingredientes en la cámara del horno, son insalubre,

para tal motivo se debe realizar la limpieza de la base de cemento refractario, esto se lo realizara con

paño húmedo, cuando el horno no esté trabajando, preferentemente antes de hacer funcionar el

mismo cada día.

Si se introduce polvo en las paredes y techo, se puede remover la tapa superior del horno

simplemente desarmándolo, donde se puede realizar la limpieza del cualquier parte interior del

horno.

Quemadores

En los quemadores de debe tener el apropiado cuidado con sus orificios del mismo, ya que la

obstrucción de los mismo produce que el inter encendido no funcione bien, lo producirá que exista

fuga de gas, para esto también se debe limpiar el quemador por lo menos una vez por semana

remover grasas , esto con un paño húmedo con alcohol, esta hará que la grasa se disuelvan de los

orificios, siempre también se debe tener cuidado que las entradas de aire secundario y primario al

quemador no se obstruidas con ningún objeto. Porque esto producirá que el quemador no funcione

adecuadamente.

Conductos de paso de gas

También por una vez por semana se debe realizar el control de fugas en los conducto de gas,

para evitar fugas, esto se realiza con espuma, al encontrar fugas en algún caso solo se desarmara la

conexión con fuga y se colocara teflón con silicona en la misma, y asegurar la conexión

nuevamente, esto será suficiente para repara la misma. Donde nuevamente se revisara con espuma,

esto realizar hasta que solucione el problema.

75

6.6. Conclusiones y recomendaciones

Finalizamos la fabricación del horno mejorando su seguridad, eficiencia y buen

funcionamiento, para los ambientes de Napoli. Este horno es totalmente desmontable para su

mantenimiento preventivo y correctivo, ya que se puede reemplazar todas sus piezas con facilidad,

donde en el proceso de ensamblaje vimos que muchos de los materiales seleccionados fueron sobre

dimensionados para el horno, donde afecta al costo económico de fabricación, por ejemplo la parte

exterior del horno se podría simplificar en el diseño para evitar el excesivo uso de plancha.

Así finalmente al terminar las observaciones y correcciones tomadas anteriormente, podemos

decir que al implementar los equipos de control y automatización en el horno, facilitaremos el

trabajo del operador en la pizzería, y así cumplir las mínimas exigencias de los propietarios de la

pizzería NAPOLI.

En recomendaciones para futuros trabajos similares se puede decir primeramente que el

sistema que implementamos donde nos referimos al controlador de temperatura y la válvula

solenoide deben estar siempre aun distancia adecuada y con la debida protección contra el calor del

horno, ya que estos equipos son sensibles a las altas temperaturas. Por otra parte se recomienda

incorporar una llama piloto con encendido piezo eléctrico para el encendido de los quemadores.

En la realización de puertas para este tipo horno de pizzería se deberá implementar un mayor

tamaño para su facilidad de trabajo del usuario, así también se vio que los quemadores diseñados

según tablas, solo son aproximados. Donde se tendrá que buscar nuevas pruebas para obtener las

potencias que se requieran.

Por último se puede decir que este horno como funciona con combustible de GLP se puede

convertir para que funcione con gas natural (GN), esto con los procedimientos aprendidos en la

materia de instalaciones de Gas Natural en Edificios y Tipo Comercial, esto solamente reduciendo

la entrada de aire primario y aumenta el diámetro del inyector.

Finalmente la utilización de materiales necesarios para bajar costos en la fabricación

76

Bibliografía [1] diseño de equipos e instalación, cap. 2 hornos y calderas, Perry & Chilton, Edición 1998 [2] hornos a gas, http://www.empresaeficiente.com/es/catalogo-de-tecnologias [3] tablas y dimensiones de ladrillos refractarios “refrak” http://www.refrack.com.bo [4]. Diseño de quemadores, Notas basadas del curso instaladores I y II, del Ing. Freddy robles, Instituto fundación INFOCAL, 2008 [5] tipos de hornos http://www.italiaforni.com/caracteristicas.php [6] manual de instalaciones de GLP, José Emilio López Sopeña, Edición 2001 CEPSA ELF GAS; S.A. http://www.blancogas.com/estilo/normas/bg/09-glp-cepsa.pdf [7] Hornos para pizza, revista formex, Carlos Sebastián, edición 2010 http://www.formex.es [8] Manual de operaciones de válvulas, Edición 2003 http://www.danfoss.es/ic [9] Aparatos industriales, cap. 7 válvulas solenoides Ing. Rafael Navarrete Escalera Edición 1993. [10] Tesis propuesta de actualización del sistema de atemperación de una caldera, Mendoza Arraiga Adrian, 2009, Instituto politécnico nacional. [11] precios unitarios, Cámara de construcción de Cochabamba, Edición 2011.

77

Anexos Apéndice A

A continuación mostraremos las tablas que normalmente se usan en el diseño y trazado de

tubos venturi, donde siguiendo el siguiente figura se construye el tubo venturi, también se puede

seleccionar según las tablas la potencia por rama y el numero de orificios para los mismos ya sea

conductos secundarios o principal, en esta tabla se toma en cuenta que el diseño se hará en base a

conductos de acero negro, o otros tubos redondos de esquema 40.

D1

TRAZADO CONODIVERGENTE

TRAZADO CONOCONVERGENTE

D2

15°

C1C2

90°

e = 2.5 Ø = 3mm

2.5Ø

CONFORMACION DEL VENTURI

TALADRO DE ORIFICIOS

78

D1mm

D2mm

Angulo del Cono

α

Angulo de Trazado

β

C1mm

C2mm

Area cm2

Diametro(mm)

1.00 0.51 0.79 33.29 97.93 139.11 5 15 16.47 23.40 1.08 11.701.25 0.57 0.89 35.44 109.49 155.53 5 15 18.42 26.16 1.34 13.081.50 0.62 0.97 37.40 119.94 170.38 5 15 20.18 28.66 1.61 14.331.75 0.67 1.05 39.19 129.55 184.03 5 15 21.79 30.96 1.87 15.432.00 0.72 1.12 40.86 138.49 196.74 5 15 23.30 33.09 2.15 16.552.25 0.77 1.19 42.43 146.90 208.67 5 15 24.71 35.10 2.42 17.552.50 0.81 1.25 43.91 154.84 219.96 5 15 26.05 37.00 2.69 18.502.75 0.85 1.31 45.32 162.40 230.70 5 15 27.32 38.81 2.96 19.403.00 0.88 1.37 46.67 169.62 240.95 5 15 28.53 40.53 3.23 20.273.25 0.92 1.43 47.97 176.55 250.79 5 15 29.70 42.19 3.49 21.093.50 0.95 1.48 49.21 183.21 260.26 5 15 30.82 43.78 3.76 21.893.75 0.99 1.53 50.41 189.64 269.39 5 15 31.90 45.32 4.03 22.664.00 1.02 1.58 51.57 195.86 278.23 5 15 32.95 46.80 4.30 23.404.25 1.05 1.63 52.70 201.89 286.79 5 15 33.96 48.24 4.57 24.124.50 1.08 1.68 53.79 207.74 295.11 5 15 34.95 49.64 4.84 24.824.75 1.11 1.73 54.84 213.43 303.19 5 15 35.90 51.00 5.11 25.505.00 1.14 1.77 55.89 218.98 311.07 5 15 36.84 52.33 5.37 26.165.25 1.17 1.82 56.90 224.39 318.75 5 15 37.75 53.62 5.65 26.815.50 1.20 1.86 57.88 229.67 326.25 5 15 38.63 54.88 5.91 27.445.75 1.22 1.90 58.85 234.83 333.58 5 15 39.50 56.11 6.18 28.066.00 1.25 1.94 59.79 239.88 340.76 5 15 40.35 57.32 6.45 28.666.25 1.28 1.98 60.71 244.83 347.79 5 15 41.18 58.50 6.72 29.256.50 1.30 2.02 61.62 249.67 354.67 5 15 42.00 59.66 6.99 29.836.75 1.33 2.06 62.51 254.43 361.43 5 15 42.80 60.80 7.26 30.407.00 1.35 2.10 63.38 259.10 368.06 5 15 43.59 61.91 7.53 30.967.25 1.37 2.13 64.24 263.69 374.58 5 15 44.36 63.01 7.80 31.517.50 1.40 2.17 65.08 268.19 380.98 5 15 45.11 64.09 8.06 32.047.75 1.42 2.21 65.91 272.63 387.28 5 15 45.86 65.15 8.33 32.578.00 1.44 2.24 66.72 276.99 393.48 5 15 46.59 66.19 8.60 33.098.25 1.47 2.28 67.52 281.28 399.58 5 15 47.32 67.22 8.87 33.618.50 1.49 2.31 68.09 285.51 405.58 5 15 48.03 68.23 9.14 34.118.75 1.51 2.34 68.31 289.68 411.51 5 15 48.73 69.22 9.41 34.619.00 1.53 2.38 69.86 293.79 417.34 5 15 49.42 70.20 9.68 35.109.25 1.55 2.41 70.61 297.84 423.10 5 15 50.10 71.17 9.95 35.599.50 1.57 2.44 71.36 301.84 428.78 5 15 50.78 72.13 10.21 36.069.75 1.59 2.47 72.10 305.79 434.38 5 15 51.44 73.07 10.49 36.5410.00 1.61 2.50 72.82 309.68 439.92 5 15 52.09 74.00 10.75 37.0010.25 1.63 2.54 73.54 313.53 445.38 5 15 52.74 74.92 11.03 37.4810.50 1.65 2.57 74.25 317.33 450.78 5 15 53.38 75.83 11.29 37.9110.75 1.67 2.60 74.95 321.09 456.12 5 15 54.01 76.73 11.56 38.3611.00 1.69 2.63 75.65 324.80 461.39 5 15 54.64 77.61 11.83 38.8111.25 1.71 2.66 76.33 328.47 466.60 5 15 55.25 78.49 12.10 39.2511.50 1.73 2.69 77.01 332.10 471.76 5 15 55.86 79.36 12.37 39.6811.75 1.75 2.72 77.68 335.69 476.86 5 15 56.47 80.22 12.64 40.1112.00 1.77 2.74 78.34 339.24 481.91 5 15 57.07 81.07 12.90 40.5312.25 1.79 2.77 79.00 342.76 486.90 5 15 57.66 81.91 13.17 40.9512.50 1.80 2.80 79.65 346.24 491.84 5 15 58.24 82.74 13.44 41.3712.75 1.82 2.83 80.29 349.68 469.74 5 15 58.82 83.56 13.71 41.7813.00 1.84 2.86 80.93 353.09 501.58 5 15 59.40 84.38 13.98 42.1913.25 1.86 2.88 81.56 356.47 506.38 5 15 59.96 85.18 14.25 42.5913.50 1.87 2.91 82.19 359.82 511.14 5 15 60.53 85.98 14.52 42.9913.75 1.89 2.94 82.81 363.14 515.85 5 15 61.09 86.78 14.79 43.3914.00 1.91 2.96 83.41 366.42 520.52 5 15 61.64 87.56 15.05 43.7814.25 1.93 2.99 84.03 369.68 525.15 5 15 62.19 88.34 15.32 44.1714.50 1.94 3.02 84.63 372.91 529.73 5 15 62.73 89.11 15.59 44.5614.75 1.96 3.04 85.23 376.11 534.28 5 15 63.27 89.88 15.86 44.9415.00 1.98 3.07 85.82 379.28 538.79 5 15 63.80 90.63 16.13 45.3215.25 1.99 3.09 86.41 382.43 543.26 5 15 64.33 91.39 16.40 45.6915.50 2.01 3.12 86.99 385.55 547.69 5 15 64.86 92.13 16.67 46.0715.75 2.02 3.14 87.57 388.65 552.09 5 15 65.38 92.87 16.94 46.4416.00 2.04 3.17 88.14 392.72 556.46 5 15 65.89 93.61 17.20 46.8016.25 2.06 2.19 88.71 394.77 560.79 5 15 66.41 94.33 17.48 47.1716.50 2.07 3.22 89.28 397.80 565.09 5 15 66.92 95.03 17.74 47.5316.75 2.09 3.24 89.84 100.80 569.35 5 15 67.42 95.77 18.01 47.8917.00 2.10 3.27 90.39 403.78 573.78 5 15 67.92 96.49 18.28 48.2417.25 2.12 3.29 90.95 406.74 577.79 5 15 68.42 97.19 18.55 48.6017.50 2.13 3.31 91.49 409.67 581.96 5 15 68.91 97.90 18.82 48.9517.75 2.15 3.34 92.04 412.59 586.10 5 15 69.40 98.59 19.09 49.3018.00 2.16 3.36 92.58 415.48 590.21 5 15 69.89 99.28 19.35 49.6418.25 2.18 3.38 93.12 418.36 594.30 5 15 70.38 99.97 19.63 49.9918.50 2.19 3.41 93.65 421.21 598.35 5 15 70.86 100.65 19.89 50.3318.75 2.21 3.43 94.18 424.05 602.38 5 15 71.33 101.33 20.16 50.6719.00 2.22 3.45 94.71 426.87 606.39 5 15 71.81 102.00 20.43 51.0019.25 2.24 3.48 95.23 429.67 610.36 5 15 72.28 102.67 20.70 51.3419.50 2.25 3.50 95.75 432.45 614.31 5 15 72.75 103.34 20.97 51.6719.75 2.27 3.52 96.26 435.21 618.24 5 15 73.21 104.00 21.24 52.0020.00 2.28 3.54 96.78 437.96 622.14 5 15 73.67 104.65 21.51 52.3320.25 2.30 3.56 97.29 440.69 626.02 5 15 74.13 105.31 21.77 52.6520.50 2.31 3.59 97.79 443.40 629.87 5 15 74.59 105.95 22.05 52.98

TABLA A-1. Dimensiones de venturi DIMENSIONES DEL VENTURI

PotenciaS.N.M.

P=760 mmHg T=0°C

DiametroInyector

GLP(mm)

Diametro Inyector

GN(mm)

Distancia GargantaInyector

(mm)

CONO DIVERGENTE

CONO CONVERGENTE

CONDUCTOPRINCIPAL DEL QUEMADOR

79

TABLA A-1. Dimensiones de venturi (continuación)

D1mm

D2mm

Angulo del Cono

α

Angulo de Trazado

β

C1mm

C2mm

Area cm2

Diametro(mm)

20.75 2.32 3.61 98.30 446.09 633.70 5 15 75.04 106.60 22.31 53.3021.00 2.34 3.63 98.80 448.77 637.50 5 15 75.49 107.24 22.58 53.6221.25 2.35 3.65 99.30 451.44 641.30 5 15 75.94 107.88 22.85 53.9421.50 2.37 3.67 99.80 454.08 645.10 5 15 76.39 108.51 23.11 54.2521.75 2.38 3.69 100.28 456.72 648.90 5 15 76.83 109.14 23.39 54.5722.00 2.39 3.72 100.77 459.33 652.70 5 15 77.27 109.76 23.65 54.8822.25 2.41 3.74 101.25 461.94 656.50 5 15 77.71 110.38 23.92 55.1922.50 2.42 3.76 101.74 464.52 660.30 5 15 78.14 111.00 24.19 55.5022.75 2.43 3.78 102.22 467.10 664.10 5 15 78.57 111.62 24.46 55.8123.00 2.45 3.80 102.70 469.66 667.90 5 15 79.00 112.23 24.73 56.1123.25 2.46 3.82 103.18 472.20 671.70 5 15 79.43 112.84 25.00 56.4223.50 2.47 3.84 103.66 474.74 675.50 5 15 79.86 113.44 25.27 56.7223.75 2.49 3.86 104.11 477.25 679.30 5 15 80.28 114.04 25.54 57.0224.00 2.50 3.88 104.58 479.76 683.10 5 15 80.70 114.64 25.80 57.3224.25 2.51 3.90 105.05 482.25 686.90 5 15 81.12 115.24 26.08 57.6224.50 2.52 3.92 105.52 484.73 690.70 5 15 81.54 115.83 26.35 57.9224.75 2.54 3.94 105.99 487.20 694.50 5 15 81.96 116.42 26.61 58.2125.00 2.55 3.96 106.46 489.67 698.30 5 15 82.37 117.01 26.88 58.5025.25 2.56 3.98 106.88 492.14 702.10 5 15 82.78 114.59 27.15 58.8025.50 2.58 4.00 107.34 494.61 705.90 5 15 83.19 118.17 27.42 59.0925.75 2.59 4.02 107.80 497.08 709.70 5 15 83.59 118.75 27.68 59.3726.00 2.60 4.04 108.26 499.55 713.50 5 15 84.00 119.32 27.95 59.6626.25 2.61 4.06 108.69 502.02 717.30 5 15 84.40 119.90 28.23 59.9526.50 2.63 4.08 109.18 504.49 721.10 5 15 84.80 120.47 28.49 60.2326.75 2.64 4.10 109.64 506.96 724.90 5 15 85.20 121.03 28.77 60.5227.00 2.65 4.12 110.10 509.43 728.70 5 15 85.60 121.60 29.03 60.8027.25 2.66 4.14 110.56 511.90 732.50 5 15 85.99 122.16 29.30 61.0827.50 2.68 4.15 111.02 514.37 736.30 5 15 86.39 122.72 29.57 61.3627.75 2.69 4.17 111.48 516.84 740.10 5 15 86.78 123.28 29.84 61.6428.00 2.70 4.19 112.30 519.31 743.90 5 15 87.17 123.83 30.10 61.9128.25 2.71 4.21 112.78 521.78 747.70 5 15 87.56 124.38 30.38 62.1928.50 2.72 4.23 113.26 524.25 751.50 5 15 87.95 124.93 30.64 62.4628.75 2.74 4.25 113.74 526.72 755.30 5 15 88.33 125.48 30.92 62.7429.00 2.75 4.27 114.22 529.19 759.10 5 15 88.71 126.02 31.18 63.0129.25 2.76 4.28 114.70 531.66 762.90 5 15 89.31 126.56 31.45 63.2829.50 2.77 4.30 115.18 534.13 766.70 5 15 89.47 127.10 31.72 63.5529.75 2.78 4.32 115.66 536.60 770.50 5 15 89.85 127.64 31.99 63.8230.00 2.79 4.34 116.14 539.07 774.30 5 15 90.23 128.18 32.26 64.0930.25 2.81 4.36 116.62 541.54 778.10 5 15 90.60 128.71 32.52 64.3530.50 2.82 4.37 117.10 544.01 781.90 5 15 90.98 129.24 32.80 64.6230.75 2.83 4.39 117.58 546.48 785.70 5 15 91.35 129.77 33.06 64.8831.00 2.84 4.41 118.06 548.95 789.50 5 15 91.72 130.29 32.32 64.1531.25 2.85 4.43 118.54 551.42 793.30 5 15 92.09 130.82 33.60 65.4131.50 2.86 4.45 119.02 553.89 797.10 5 15 92.46 131.34 33.87 65.6731.75 2.87 4.46 119.50 556.36 800.90 5 15 92.82 131.86 34.14 65.9332.00 2.89 4.48 119.98 558.83 804.70 5 15 93.19 132.38 34.41 66.1932.25 2.90 4.50 120.46 561.30 808.50 5 15 93.55 132.89 34.68 66.4532.50 2.91 4.52 120.94 563.77 812.30 5 15 93.91 133.41 34.94 66.7032.75 2.92 4.53 121.42 566.24 816.10 5 15 94.27 133.92 35.21 66.9633.00 2.93 4.55 121.90 568.71 819.90 5 15 94.63 134.43 35.49 67.2233.25 2.94 4.57 122.38 571.18 823.70 5 15 94.99 134.94 35.75 67.4733.50 2.95 4.58 122.86 573.65 827.50 5 15 95.35 135.45 36.02 67.7233.75 2.96 4.60 123.34 576.12 831.30 5 15 95.70 135.95 36.30 67.9834.00 2.97 4.62 123.82 578.59 835.10 5 15 96.06 136.45 36.56 68.2334.25 2.99 4.64 124.30 581.06 838.90 5 15 96.41 136.95 36.83 68.4834.50 3.00 4.65 124.78 583.53 842.70 5 15 96.76 137.45 37.10 68.7334.75 3.01 4.67 125.26 586.00 846.50 5 15 97.11 137.95 37.36 68.9735.00 3.02 4.69 125.74 588.47 850.30 5 15 97.46 138.45 37.63 69.2235.25 3.03 4.70 126.22 590.94 854.10 5 15 97.81 138.94 37.90 69.4735.50 3.04 4.72 126.70 593.41 857.90 5 15 98.15 139.43 38.18 69.7235.75 3.07 4.74 127.18 595.88 861.70 5 15 95.50 139.92 38.44 69.9636.00 3.06 4.75 127.66 598.35 865.50 5 15 98.84 140.41 38.70 70.2036.25 3.07 4.77 128.14 600.82 869.30 5 15 99.18 140.90 38.98 70.4536.50 3.08 4.79 128.62 603.29 873.10 5 15 99.53 141.38 39.25 70.6936.75 3.09 4.80 129.10 605.76 876.90 5 15 99.87 141.86 39.51 70.9337.00 3.10 4.82 129.58 608.23 880.70 5 15 100.21 142.35 39.78 71.1737.25 3.11 4.83 130.06 610.70 884.50 5 15 100.54 142.83 40.05 71.4137.50 3.12 4.85 130.54 613.17 888.30 5 15 100.88 143.30 40.32 71.6537.75 3.13 4.87 131.02 615.64 892.10 5 15 101.22 143.78 40.59 71.8938.00 3.14 4.88 131.50 618.11 895.90 5 15 101.55 144.26 40.86 72.1338.25 3.15 4.90 131.98 620.58 899.70 5 15 101.88 144.73 41.13 72.3738.50 3.17 4.92 132.46 623.05 903.50 5 15 102.22 145.20 41.40 72.6038.75 3.18 4.93 132.94 625.52 907.30 5 15 102.55 145.67 41.67 72.8439.00 3.19 4.95 133.42 627.99 911.10 5 15 102.88 146.14 41.93 73.0739.25 3.20 4.96 133.90 630.46 914.90 5 15 103.21 146.61 42.20 73.3039.50 3.21 4.98 134.38 632.93 918.70 5 15 103.54 147.08 42.48 73.5440.00 3.23 4.51 134.86 635.40 922.50 5 15 104.19 148.00 43.01 74.00

DIMENSIONES DEL VENTURI

PotenciaS.N.M.

P=760 mmHg T=0°C

DiametroInyector

GLP(mm)

Diametro Inyector

GN(mm)

Distancia GargantaInyector

(mm)

CONO DIVERGENTE

CONO CONVERGENTE

CONDUCTOPRINCIPAL DEL QUEMADOR

80

3/64" 1/16" 3/32" 7/64"1 1.19 1.5 1.59 2 2.38 2.5 2.78 3

(mm) (plg)0.50 180 148 118 112 90 76 74 68 651.00 348 294 234 220 175 148 143 130 1181.50 518 436 346 327 260 219 211 193 1782.00 690 579 463 434 345 291 280 248 2302.50 860 725 575 542 435 362 349 311 2903.00 1033 868 691 649 520 439 418 373 3503.50 1203 1011 804 760 605 511 486 436 4034.00 1375 1156 916 868 690 582 555 498 4634.50 1545 1299 1033 975 775 654 624 561 5155.00 1718 1442 1145 1082 860 725 693 624 5755.50 1888 1588 1261 1190 945 796 755 679 6356.00 2058 1731 1374 1297 1030 868 824 742 6886.50 2230 1873 1490 1404 1115 939 893 804 7487.00 2400 2019 1603 1512 1205 1011 961 867 8007.50 2573 2162 1715 1619 1290 1082 1030 929 8608.00 2743 2305 1831 1726 1375 1153 1099 992 9208.50 2915 2450 1944 1834 1460 1225 1168 1054 9739.00 3085 2593 2060 1941 1545 1302 1236 1110 10339.50 3258 2736 2173 2048 1630 1374 1305 1173 109310.00 3428 2882 2285 2159 1715 1445 1374 1235 114510.50 3600 3025 2401 2267 1800 1516 1443 1298 120511.00 3770 3167 2514 2374 1885 1588 1511 1360 125812.00 4113 3456 2743 2589 2060 1731 1649 1485 137812.50 4283 3599 2859 2696 2145 1802 1718 1541 143013.00 4455 3745 2971 2803 2230 1873 1786 1604 149014.00 4798 4033 3200 3018 2400 2016 1924 1729 160315.00 5140 4319 3429 3233 2570 2165 2061 1854 171516.00 5483 4607 3658 3447 2745 2308 2193 1972 182817.00 5823 4896 3883 3666 2915 2450 2330 2097 194818.00 6165 5182 4111 3881 3085 2593 2468 2222 206019.00 6508 5470 4340 4095 3255 2736 2605 2347 2173

40.9/48.26 1 1/2"

52.5/60.32 2"

35.1/42.22 1 1/4"

TABLA A-2. Longitud de rama

21/26.74 3/4"

26.6/33.36 1"

Potenciap=760 mmHg

T=0°Cp(n)

DiametroTuberia

(esquema 40)

d0 = Diametro de Orificios

L = LONGITUD DE RAMA (mm)

15.8/21.34 1/2"

81

3/64" 1/16" 3/32" 7/64"1 1.19 1.5 1.59 2 2.38 2.5 2.78 3

(mm) (plg)0.50 68 48 30 27 17 12 11 9 81.00 137 97 61 54 34 24 22 18 151.50 205 145 91 81 51 36 33 27 232.00 274 193 122 108 68 48 44 35 302.50 342 242 152 135 86 60 55 44 383.00 411 290 183 162 103 73 66 53 63.50 479 338 213 190 120 85 77 62 534.00 548 387 243 217 137 97 88 71 614.50 616 435 274 244 154 109 99 80 685.00 685 483 304 271 171 121 110 89 765.50 753 532 335 298 188 133 120 97 846.00 821 580 356 325 205 145 131 106 916.50 890 628 396 352 222 157 142 115 997.00 958 677 426 379 240 169 153 124 1067.50 1027 725 456 406 257 181 164 133 1148.00 1095 773 487 433 274 193 175 142 1228.50 1164 822 517 460 291 205 186 151 1299.00 1232 870 548 487 308 218 197 159 1379.50 1301 918 578 514 325 230 208 168 14510.00 1369 967 608 542 342 242 219 177 15210.50 1438 1015 639 469 359 254 230 186 16011.00 1506 1063 669 596 376 266 241 195 16712.00 1643 1160 730 650 411 290 263 213 18312.50 1711 1208 761 677 428 302 274 221 19013.00 1780 1257 791 704 445 314 285 230 19814.00 1917 1354 852 758 479 338 307 248 21315.00 2054 1450 913 812 513 363 329 266 22816.00 2191 1547 974 866 548 387 350 283 24317.00 2327 1644 1034 921 582 411 372 301 25918.00 2464 1740 1095 975 616 435 394 319 27419.00 2601 1837 1156 1029 650 459 416 337 289

d0 = Diametro de Orificios

TABLA A-3. Numero de orificios

40.9/48.26 1 1/2"

Potenciap=760 mmHg

T=0°Cp(n)

DiametroTuberia

(esquema 40)

52.5/60.32 2"

N = NUMERO DE ORIFICIOS

21/26.74 3/4"

26.6/33.36 1"

35.1/42.22 1 1/4"

15.8/21.34 1/2"

82

Apéndice B

Planos

En esta sección se muestra los planos de construcción del horno en diferentes escalas, así

también como los diagramas de construcción de los mismos.

93

Apéndice C

Catálogos

A continuación los catálogos y especificaciones técnicas que son respectivamente del control

de temperatura de marca Altronic tipo digital modelo CMO 04 luego de la electroválvula servo

accionada de 2/2 vías modelo EV220B 15-580. Utilizados en el horno.

Ficha TécnicaControles Elétricos Ltda.

Rua Ministro Mário Andreazza, Qd. “N”, nº.3, Módulo 8, PARQTEL, Várzea - Recife - PE - Brasil - CEP: 50950-050 - CGC: 24.441.206/0001-15 Insc. Est.: 18.1.001.0154389-5 - Fone: 0xx81-2121-9600 - Fax: 0xx81-2121-9601 - Internet: http://www.tron-ce.com.br

Este manual contém informações para instalação e operação do produto. Leia-o cuidadosamente antes de iniciar a sua utilização.

Rev.1.0b

Dia

gram

a T

em

po

ral

Descrição: CMO

Aplicação:

O Controlador de Temperatura Digital é um equipamento microcontrolado que possui alto grau de precisão sobre o

ponto selecionado, apresentando resultados rápidos e confiáveis. É dotado de dois sistemas de controle: ON-OFF e P, especialmente

desenvolvidos para automação de modernos sistemas de aquecimento industrial. A indicação de temperatura controlada e o tempo

decorrido do processo é feita através de display a led de três dígitos. Abrange grande variedade de escalas de temperatura e opera com

três tipos de entrada (de acordo com o solicitado): J, K ou Pt-100. Todos os modelos estão disponíveis em caixas plug-in MP(48x48mm),

CL(72x72mm) e PV(48x96mm), normatizadas DIN, para montagem em painéis.

Utilizados como controladores de temperatura de processos em máquinas injetoras, hot stamping, fogões industriais, estufas,

máquinas de solda, fornos, etc.

*Componentes do Controle P:

Tempo de Ciclo: o controle P estabelece constantemente potências diferentes na carga o qual simula potência média na carga através de

um tempo de ciclo com período ajustável (1 a 128 segundos - tempo do relé energizado e do relé desenergizado).

Deslocamento da Banda Proporcional: a banda proporcional pode ser deslocada para valores acima do SetPoint de 0ºC a 50ºC. Para que não

haja deslocamento, deve-se selecionar o valor 0 (zero).

Controle ON-OFF:

Controle P ajustável:

Baseia-se na comparação do sinal fornecido pelo sensor com o sinal gerado a partir do set point selecionado no aparelho. Enquanto a temperatura do processo estiver em elevação e for inferior à selecionada na escala (set point) acrescida do valor da histerese será aplicado 100% de potência na carga (saída permanentemente ligada). Ultrapassado esse valor (set point) acrescido do valor da histerese, ficará 0% de potência na carga (saída permanentemente desenergizada), só voltando a energizar quando a temperatura se tornar inferior à selecionada na escala subtraída do valor da histerese. Neste tipo de controle, existe a inércia térmica do sistema, resultando em oscilações de temperatura; em compensação, este controle proporciona maior vida útil aos contatos do relé de saída, devido à comutação do relé em valores bem definidos de temperatura.

*Histerese do controle (ON-OFF): Define-se a histerese do controle como sendo a diferença de temperatura entre a energização e desenergização da saída de controle. A faixa de valores de ajuste é de 0 a 50ºC e é feita através do teclado frontal do aparelho.

No sistema de controle P, a saída passará a comutar (variando a potência aplicada na carga de 0 a 100%, conforme a proporção do erro do controle) dentro de uma faixa do valor selecionado (set point "SP"). Nesta faixa, conhecida como Banda Proporcional "BP", a diferença entre os intervalos de tempo acionado e desacionado será proporcional à diferença entre o valor selecionado e o valor lido do processo (sinal de erro atuante). Para temperaturas abaixo da Banda Proporcional, a saída ficará com 100% de potência aplicada à carga e, acima desta, estará aberto (0% de potência aplicada à carga) quando o controle é aquecimento. Para resfriamento o funcionamento dos contatos do relé atua de maneira inversa.

Modos de Operação

Controle P (sem deslocamento da BP)

T

T

OnOff

Set-PointBandaProporcional

Desvio

ReléSaída

T amb.

ºC

Controle P (com deslocamento da BP)

ºC

OnOff

Set-Point

ReléSaída

T amb.

T

T

BandaProporcional

Deslocamentoda BP (+25ºC)

Histerese ( h)

T

T

ºC

Controle On-Off

OnOff

Set-Point

ReléSaída

T amb.

Produto: CMO (Modelo 01) - Controlador de Temperatura DigitalCMO (Modelo 04) - Controlador de Temperatura Digital com Ponto de Alarme

CMO

OUT

PPROG

2 3 7

UP DOWN

Apresentação do Frontal

Procedimento de Ajuste do Aparelho

O aparelho originalmente vem com ajuste padrão de fábrica. Caso não obtenha bom resultado quanto à precisão e estabilização da temperatura, deve-se alterar manualmente os parâmetros.

Realizar todas as conexões necessárias ao aparelho e levantar o gráfico (Temperatura x Tempo) manualmente, anotando os pontos das variações da temperatura do processo ou utilizar um registrador gráfico;

Setar os parâmetros básicos como: tipo de controle "P", limite inferior e superior da escala, lógica reversa para aquecimento;

Setar a Banda Proporcional no valor máximo, ou seja, 100ºC;

Setar a Temperatura a ser controlada;

Iniciar o processo de aquecimento e aguardar a estabilização;

Fazer com que a temperatura do processo oscile continuamente, diminuindo a Banda Proporcional; alterar ligeiramente o valor da temperatura a ser controlada para permitir estímulos das oscilações; aguardar as manifestações dos estímulos e acompanhar as oscilações pelo registrador gráfico ou pela tabela gerada para confecção do gráfico. Se as oscilações surgirem para baixo, aumentar a Banda Proporcional, caso contrário, diminuir até que as oscilações fiquem estáveis;

Após estabilização das oscilações, verificar e anotar o valor máximo e mínimo da amplitude de acordo com o tempo de ciclo "tc". Este valor

entre máximo e mínimo chamaremos de "DT" (ºC);

Utilizar estas anotações de "DT" na tabela abaixo para determinar os valores de Banda Proporcional.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Ajuste Manual do controle P

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7. F

Display de 3 dígitos vermelho indica a temperatura controlada; na programação mostra os itens de parâmetro;

Pressionando, altera o status do menu ou promove incremento do valor ajustado;

Pressionando, altera o status do menu de programação ou promove um decremento do valor ajustado;

Pressionando por 3 segundos, entra no menu de programação. Pressionando por menos de 3 segundos permite a alteração do SetPoint;

Aceso, indica relé de saída do controle energizado;

Aceso, indica relé de saída do alarme energizado (apenas para o modelo 04);

unção não disponível para estes modelos.

Obs: Para sair do modo de programação e salvar os valores alterados, deve-se aguardar 10 segundos sem pressionar as teclas.

T

ºC

tc

TLenta

Banda Proporcional (ºC)

ParâmetroResposta Média Rápida

6 x T 4 x T 2 x T

3

5

6

7

2

CMO

2 0 5TIMER

ALM

OUT

4

1

3

75

6

4

2

1

cx. MP

cx. CL

Tecla deProgramação

2. Setpoint do controle de temperatura (varia da escala low à escala high)

1. Pressionar a tecla de programação por menos de 3 segundos

+

Alteração do Setpoint

Tecla deProgramação

2. Tipo de controle (0-On-Off; 1-P)

3. Histerese do controlador (0 a 50ºC). Obs: Apenas no modo On-Off

4. Banda proporcional BP (0 a 100ºC relativo ao Setpoint)

6. Tempo de Ciclo (período de controle da potência aplicada à carga, 1 a 128 seg)

5. Deslocamento da banda proporcional (0 a 50ºC)

1. Pressionar a tecla de programação por 3 segundos para acessar o menu

+

+

+

+

+

+

++

Navegação no Menu de Setup

7. Limite inferior da escala (escala low)

8. Limite superior da escala (escala high)

11. Password (senha de proteção para modificação dos parâmetros do controlador, varia de 1 a 99. Para desabilitar o recurso, deve-se colocar o valor 0 (zero)

+

+

+

9. Setpoint do alarme (varia da escala low à escala high)

10. Histerese do alarme (0 a 50ºC relativo ao setpoint do alarme) +

+

Seleção de Temperatura: Via Teclado Frontal

Saídas: Out(Relé 1SPDT/1NA)

Dados Técnicos

Tensão Nominal: (Us) 110, 220 Vca ; (-15%, +10%) conf. IEC 255-3 e ANSI C37.90a

Freqüência:

Consumo Máximo:

50/60Hz (±5%)

5VA

Sensor de Entrada (conforme especifição): Tipo J (0 a 600ºC)

Precisão de Controle: ±2% F.E. (a 25ºC)

Alarme (Relé 1SPDT/1NA).

Corrente Máxima nos Contatos: Vca = 5A - 250Vca (coso = 1), carga indutiva (Ver gráfico Relé de Saída)

Vcc = Ver gráfico Relé de Saída

Vida Útil dos Contatos: Mecânica : 10E7 (10.000.000) operações na condição sem carga,

Elétrica : 10E5 (100.000) operações na condição com carga resistiva.

Umidade Relativa:

Material da Caixa:

Resistência de Isolação:

Tensão de Isolação:

Grau de Proteção:

45 a 85% (sem condensação)

ABS auto-extinguível

1.500Vrms / 1minuto

Invólucro = IP-51; Terminais = IP-10, conforme IEC-144 e DIN 40.050

Temperatura de Oper. e Armaz.: 0 a + 50ºC

> 50M / 500Vcc

Tipo K (0 a 900ºC) Pt-100 (-100 a 600ºC)

Ap

en

as

para

oM

od

elo

CM

O-0

4

P

P

Atenção: A senha de proteção pode ser anulada. Deve-se pressionar as teclas e simultaneamente por 15 segundos. Aparecerá no display , solicitando a senha mestre "33". Após este procedimento não será mais solicitada a senha inicial de proteção até que seja alterada no menu.

P

Esquema de Ligação

Gráficos Relé de Saída

10

8

6

4

2

8

6

4

2

5

7

6

10

100 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2KVA1

N°

de o

pera

ções

Potência chaveada

10

7

54

3

2

1

0,7

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

20 100 200

L / R = 0

L / R = 30ms

Imáx.

de c

om

uta

ção

(A

)

Tensão de comutação (Vcc)

Vida Útil dos Contatos em “Vca”

1,0

0,8

0,6

0,4

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Fato

r d

e r

ed

uçã

o

Coso

Fator de Red. da Imáx para Cargas Indutivas

Utilização em “Vcc”

CMO 04 (caixa CL 72x72mm)CMO 04 (caixa MP 48x48mm)

A1 NF NA

C

NF NA

C

Alarme

12

13

4 1

2

3 10 8

9

A2

5

J/K

+

-

Pt-

10

0

CMO 01 (caixa CL 72x72mm)CMO 01 (caixa MP 48x48mm)

A1 NF NA

C

12

13

4 1

2

3

A2

5

J/K

+

-

Pt-

10

0

A113

12

6

+

-

A2

7

3

2

J/K

Pt-

10

0

NF NA

C

4

A1

Alarme

13

12

6

+

-

A2

7

NA

C

4

53

2

J/K

Pt-

10

0

NA

C

*A T

RO

N S

E R

ESE

RV

A O

DIR

EIT

O D

E A

LTE

RA

R Q

UA

ISQ

UE

R D

AD

OS

SEM

AV

ISO

PR

ÉV

IO.

Seleção da Tensão de Alimentação*

110V

022 V

Sistema Plug-inFacilidade na Instalação e Manutenção

Através de Strap Interno

Funcionamento CaixasSaídas

ON-OFF / P MP, CL1SPDTCMO-01

Modelos

CMO - Modelo 01 Caixa CL Alimentação 220 Tipo Alim. Vca

Exemplo do Código de Especificação do Produto (CMO)

Sensor K

ON-OFF / P com Alarme MP, CL1SPDT/1NA + 1SPDT/1NA (ALM)CMO-04

* Seleção da Tensão de Alimentação apenas nas caixas CL.

EV220B NC y NO• Paraaplicacionesindustrialesseveras• Paraagua,vapor,aceite,airecomprimidoy gases• Rangodecaudaldeagua:2,2-160m³/h• Presióndiferencial:Hasta16bar• Viscosidad:Hasta50cSt• Temperaturaambiente:Hasta+80oC• Temperaturadelfluidode–30oCa+140oC• Proteccióndelabobina:HastaIP67• Conexionesdelarosca:DesdeG½hastaG2• Golpedearieteamortiguado• Filtrointegradoparalaproteccióndelsistema piloto• Tiempodecierreregulabledisponible (véasepág7)• DisponibletambiénconroscaNPT.Porfavor, póngaseencontactoconDanfoss.

Electroválvulasservoaccionadasde2/2víasModeloEV220B15-50

Especificaciones técnicas

Características

Datos técnicos para NC y NO

Modelo:BAModelo:BBModelo:BEModelo:BGModelo:BOModelo:BP

9Wca/15Wcc10Wca/18Wcc10Wca/18Wcc(IP67)12Wca/20Wcc10Wca/10Wcc16Wcc

Hasta+40oCHasta+80oCHasta+80oCHasta+80oCHasta+40oCHasta+55oC

Modeloprincipal EV220B15B EV220B20B EV220B25B EV220B32B EV220B40B EV220B50BInstalación Opcional,peroserecomiendaunsistemadeelectroválvulasvertical.Rangodepresión EPDM/NBR:0,3-16bar0,3-10barparaliquidosenNOversiones

FKM:0,3-10barMax.presióndeprueba 25barTiempodeapertura1) 40ms 40ms 300ms 1000ms 1500ms 5000msTiempodecierre1) 350ms 1000ms 1000ms 2500ms 4000ms 10000msTemperaturaambiente

Temperaturadelfluido EPDM:-30-+120oCy+140oC/4bar(vaporabajapresión)FKM:0-+100oCy+60oCparaaguaNBR:-10-+90oC

Viscosidad max.50cStMateriales

Cuerpodelaválvula:Armadura:Tubodelaarmadura:Topedelaarmadura:Muelles:Juntastóricas:Clapet:Diafragma:

Latón,......................Aceroinoxidable,Aceroinoxidable,Aceroinoxidable,Aceroinoxidable,EPDM,FKMoNBREPDM,FKMoNBREPDM,FKMoNBR

no2.0402no1.4105/AISI430FRno1.4306/AISI304Lno1.4105/AISI430FRno1.4310/AISI301

1)Lostiempossonindicativosyseaplicanparaagua.Lostiemposexactosdependerándelascondicionesdepresión.Lostiemposdecierresepuedencambiarsustituyendoelorificiodecompensación.

IC.PD.200.D4.05 - 520B2505

Especificaciones técnicas Electroválvulas servoaccionadas de 2/2 vías Modelo EV220B

4 IC.PD.200.D4.05

Características

Datos técnicos

EV220BD • Paraaplicacionesindustrialesseveras• Paragasesylíquidosligeramenteagresivos ygases.PóngaseencontactoconDanfosssi tuvieraalgunadudasobrelacompatibilidadde laválvulaalfluidoencuestión.• Presióndiferencial:Hasta16bar• Viscosidad:Hasta50cSt• Temperaturaambiente:Hasta+80°C• Temperaturadelfluido:desde–30a+140°C• Proteccióndelabobina:HastaIP67• Conexionesdelarosca:DesdeG½hastaG2• Golpedearieteamortiguado• Filtrointegradoparalaprotección delsistemapiloto

Modeloprincipal EV220B15BD EV220B20BD EV220B25BD EV220B32BD EV220B40BD EV220B50BDInstalación Opcional,peroserecomiendaunsistemadeelectroválvulasvertical.Rangodepresión EPDM:0,3-16barMax.presióndeprueba 25barTiempodeapertura1) 40ms 40ms 300ms 1000ms 1500ms 5000msTiempodecierre1) 350ms 1000ms 1000ms 2500ms 4000ms 10000msTemperaturaambiente

Temperaturefluido EPDM:-30-+120oCy+140oC/4bar(vaporabajapresión)

Viscosidad max.50cStMateriales

Modelo:BAModelo:BBModelo:BEModelo:BGModelo:BOModelo:BP

9Wca/15Wcc10Wca/18Wcc10Wca/18Wcc(IP67)12Wca/20Wcc10Wca/10Wcc16Wcc

Hasta+40oCHasta+80oCHasta+80oCHasta+80oCHasta+40oCHasta+55oC

Cuerpodelaválvula:Armadura:Tubodelaarmadura:Topedelaarmadura:Muelles:Orificios:Asientodelaválvula:Juntastóricas:Clapet:Diafragma:

Latónresistentealadescincación,Aceroinoxidable,..................................Aceroinoxidable,..................................Aceroinoxidable,..................................Aceroinoxidable,..................................Aceroinoxidable,..................................Aceroinoxidable,..................................EPDMEPDMEPDM

CuZn36Pb2As/CZ132no1.4105/AISI430FRno1.4306/AISI304Lno1.4105/AISI430FRno1.4310/AISI301no1.4404/AISI316no1.4404/AISI316

Pedido

1)Lostiempossonindicativosyseaplicanparaagua.Lostiemposexactosdependerándelascondicionesdepresión.Lostiemposdecierresepuedencambiarsustituyendoelorificiodecompensación.

ConexiónISO

228/1

Materialdejunta

valorkv-

[m3/h]

temp.delfluido SeleccióndelmodeloPDP3)-todos

losmodelosdebobinas

Cód.sin

bobina

Min.[oC]

Máx.[oC]

Modeloprincipal Especificación Min.

[bar]Máx.4)

[bar]homologadopor

elWRAS

G1/2 EPDM1) 4 -30 +1202) EV220B15BD G12ENC000 0.3 16 032U5815

G3/4 EPDM1) 8 -30 +1202) EV220B20BD G34ENC000 0.3 16 032U5820

G1 EPDM1) 11 -30 +1202) EV220B25BD G1ENC000 0.3 16 032U5825

G11/4 EPDM1) 18 -30 +1202) EV220B32BD G114ENC000 0.3 16 032U5832

G11/2 EPDM1) 24 -30 +1202) EV220B40BD G112ENC000 0.3 16 032U5840

G2 EPDM1) 40 -30 +1202) EV220B50BD G2ENC000 0.3 16 032U5850

1)Indicadoparaaguayvapor(vapormáx.+140°C/4bar).2)Vaporabajapresión,4bar:Máx.+140°CBobinasBAca/ccyBB/BEcc:Máx.+100°CBobinasBOyBP:Máx.+90°C

3)Presióndiferencialadmisible4)Parapresionesdiferencialesmásaltasquelasestable-cidas,póngaseencontactoconDanfoss.

100

Apéndice D

Fotografías Del Horno

Actualmente en la Pizzería NAPOLI

En esta sección se mostrara una serie de fotografías donde se ve el horno que actualmente

está trabajando en una de las pizzerías NAPOLI, donde se puede observar con más detalle las

condiciones de trabajo del mismo.

Fotografía 1: Horno Actual de la Pizzería Napoli

101

Fotografía 2: Sistema de bisagras en las puertas del Horno

Fotografía 3: Vista de las puertas del horno

Fotografía 4: Quemadores del Horno

102

Fotografía 5: Sistema del válvulas del paso de gas en el Horno

Fotografía 6: Deterioro por el calor en el Horno

103

Apéndice E

Fotografías Del Horno

Propuesto y su fabricación NAPOLI

En esta sección se mostrara una serie de fotografías donde se observa la construcción del

horno propuesto a la pizzería NAPOLI, donde se verá las diferentes partes del mismo como su

acabado final.

Fotografía 1: Horno Propuesto a la Pizzería Napoli

104

Fotografía 2: Construcción del quemador

Fotografía 3: Perforado del los orificios de las ramas secundaria

Fotografía 4: Horno Actual de la Pizzería Napoli

105

Fotografía 5: Soldado oxiacetilénico Del las Planchas

Fotografía 6: Trazado de los laterales del Horno

Fotografía 7: Construcción de Puertas

106

Fotografía 8: Construcción de la chimenea

Fotografía 9: Construcción de la Parte superior del Horno

Fotografía 10: Armado Preliminar Del Horno

107

Fotografía 11: Colocado de Ladrillos Refractarios

Fotografía 12: Ingreso del Aire Primario Del quemador

Fotografía 13: Base De la cámara Superior y Quemador

108

Fotografía 14: Armado de Las Puertas

Fotografía 15: Vista interior de las puertas con Ladrillo

Fotografía 16: Control De Temperatura del Horno

109

Fotografía 17: Ubicación del Piloto

Fotografía 18: Conexión del gas al Quemador

Fotografía 19: Ubicación de válvulas de paso de Gas