Manual Controlar H Flash y Sistemas Anexos Cap 1 Final

Gerencia de FundiciónGerencia de Fundición

Unidad Horno Flash y CalderaUnidad Horno Flash y Caldera

Nombre del Alumno: ____________________________

Fotos de Fundicion

Manual de Capacitación por CompetenciasControlar y Operar Horno Flash y Sistemas Anexos

Controlar y Operar Horno Flash y Controlar y Operar Horno Flash y Sistemas Anexos Sistemas Anexos

MFU - 38 y MFU - 41MFU - 38 y MFU - 41

¿ QUÉ QUEREMOS HACER ?

El objetivo de este módulo es reforzar los conocimientos de los trabajadores en relación a la operación y control del Horno Flash y sus Sistemas Anexos para la fusión de concentrado de cobre, producción de eje y escoria, limpieza y manejo de gases metalúrgicos y fugitivos y manejo de polvos metalúrgicos emanados del proceso.

El objetivo de este módulo es reforzar los conocimientos de los trabajadores en relación a la operación y control del Horno Flash y sus Sistemas Anexos para la fusión de concentrado de cobre, producción de eje y escoria, limpieza y manejo de gases metalúrgicos y fugitivos y manejo de polvos metalúrgicos emanados del proceso.

Reforzaremos nuestros conocimientos acerca de la teoría y funcionamiento del Horno Flash,

de sus Sistemas Anexos, procedimientos operacionales y

lazos de control.

¿ CÓMO LO LOGRAREMOS?

MIRE, ESTE MÓDULO NOS AYUDARÁ A REFORZAR LOS CONOCIMIENTOS QUE SE REQUIEREN PARA

CONTROLAR LA OPERACIÓN DEL HORNO FLASH Y SUS SISTEMAS ANEXOS.

ADEMÁS, PARA GARANTIZAR NUESTRA ENSEÑANZA, SE INCLUYEN ESQUEMAS E ILUSTRACIONES QUE NOS

AYUDARÁN A COMPRENDER MEJOR EL TEMA.

POR MEDIO DE UN

PROCESO DE ENSEÑANZA¿Y CÓMO?


Controlar la Operación de Horno Flash y

Sistemas Anexos

Operar Horno Flash y Sistemas Anexos desde Sala Control Distribuido

Monitorear Parámetros Operacionales del Horno

Flash

Detener y Poner en Marcha Horno Flash y Sistemas

Anexos


Operar Horno Flash y Sistemas Anexos

1. Manipular en Terreno Equipos y Componentes de

Horno Flash y Sistemas Anexos

2. Asistir en Terreno a Controlador de Operación Horno Flash y Sistemas

Anexos

CONTENIDOS DEL MANUAL

1. Conceptos Teóricos del Proceso

Conceptos Químicos y Metalúrgicos del Proceso

Conceptos Teóricos Asociados a Equipos y Sistemas Anexos

2. Descripción de Equipos

Descripción del Horno Flash

Descripción de Equipos y Sistemas Anexos

3. Operación y Control

¿Qué es un Procedimiento?

Estructura de un Procedimiento de Trabajo

Listado de Procedimientos de Trabajo del Horno Flash

Revisando el Procedimiento de “Limpieza del Quemador de Concentrado”

PI - System del Horno Flash

Consola de Control del Horno Flash

4. Detención y Puesta en Marcha del Horno Flash

5. Normas de Bloqueo y Desbloqueo

6. Aspectos de Seguridad y Medio Ambiente

7. Ejercicios de Autoevaluación


Conceptos Químicos y Metalúrgicos del Proceso

Conceptos Teóricos Asociados a Equipos y Sistemas Anexos

2. Descripción de Equipos

Descripción del Horno Flash

Descripción de Equipos y Sistemas Anexos

3. Operación y Control

¿Qué es un Procedimiento?

Estructura de un Procedimiento de Trabajo

Listado de Procedimientos de Trabajo del Horno Flash

Revisando el Procedimiento de “Limpieza del Quemador de Concentrado”

PI - System del Horno Flash

Consola de Control del Horno Flash

4. Detención y Puesta en Marcha del Horno Flash

5. Normas de Bloqueo y Desbloqueo

6. Aspectos de Seguridad y Medio Ambiente

7. Ejercicios de Autoevaluación

CONCEPTOS TEÓRICOS DEL PROCESO

CONCEPTOS TEÓRICOS DEL PROCESO

CONTENIDOS DEL CAPITULO


1.1. Conceptos Químicos y Metalúrgicos del Proceso

1.1.1 Conceptos Químicos Básicos

Reacciones Químicas

Combustión

1.1.2 Conceptos Básicos del Proceso de Fusión-Conversión de Concentrados de Cobre

Formación de Escoria

Formación de Magnetita

El Fundente

Pérdidas de Cu en la Escoria

¿Qué es la Espumación?

Formación de Eje

1.1.3 Conceptos Básicos del Proceso de Fusión Flash

1.2 Conceptos Teóricos Asociados a Equipos y Sistemas Anexos

1.2.1 Conceptos Teóricos Sistema de Refrigeración

El Agua como Elemento de Refrigeración

Principios de Transferencia de Calor

Bombas-Intercambiadores y Torres de Enfriamiento


1.1. Conceptos Químicos y Metalúrgicos del Proceso


Reacciones Químicas

Combustión

1.1.2 Conceptos Básicos del Proceso de Fusión-Conversión de Concentrados de Cobre

Formación de Escoria

Formación de Magnetita

El Fundente

Pérdidas de Cu en la Escoria

¿Qué es la Espumación?

Formación de Eje


1.2 Conceptos Teóricos Asociados a Equipos y Sistemas Anexos




Bombas-Intercambiadores y Torres de Enfriamiento

CONTENIDOS DEL MODULO

1.2.2 Conceptos Teóricos Sistema Manejo de Gases (no incluye Caldera)

Dilución

Tiraje o Depresión

Precipitadores Electrostáticos

Ventilador de Tiro Inducido

1.2.3 Conceptos Teóricos Sistema de Transporte Neumático

1.2.4 Conceptos Teóricos Sistema Instrumentación y Control

Elementos: Sensor, Transmisor, Controlador y Actuador

Lazos de Control

Sistema de Control


Dilución

Tiraje o Depresión

Precipitadores Electrostáticos

Ventilador de Tiro Inducido



Elementos: Sensor, Transmisor, Controlador y Actuador

Lazos de Control

Sistema de Control


1.1 Conceptos Químicos y Metalúrgicos del Proceso

La Metalurgia es la ciencia y la tecnología de los metales, que incluye su extracción a partir de los minerales, su preparación y el estudio de las relaciones entre sus estructuras y propiedades.

Desde tiempos muy remotos, el uso de ciertos metales muy conocidos, como el cobre, hierro, plata, plomo, mercurio, antimonio y estaño, fueron indispensable para la evolución de las distintas civilizaciones.

Los procesos metalúrgicos constan fundamentalmente de dos operaciones: la concentración, que consiste en separar el metal o compuesto metálico del material residual que lo acompaña en el mineral y el refinado, en el que se trata de producir el metal en un estado puro o casi puro, adecuado para su empleo. Tanto para la concentración, como para el refinado, se emplean tres tipos de procesos: mecánicos, químicos y eléctricos. En la mayoría de los casos se usa una combinación de los tres.

Si se desea detallar aún más este concepto, se tendría que generalizar de la siguiente manera: los minerales sulfurados de cobre, siguen la línea de procesos según: conminución (chancado y molienda), concentración vía flotación; fusión – conversión, refinación a fuego y refinación electrolítica.

1.1 Conceptos Químicos y Metalúrgicos del Proceso

La Metalurgia es la ciencia y la tecnología de los metales, que incluye su extracción a partir de los minerales, su preparación y el estudio de las relaciones entre sus estructuras y propiedades.

Desde tiempos muy remotos, el uso de ciertos metales muy conocidos, como el cobre, hierro, plata, plomo, mercurio, antimonio y estaño, fueron indispensable para la evolución de las distintas civilizaciones.

Los procesos metalúrgicos constan fundamentalmente de dos operaciones: la concentración, que consiste en separar el metal o compuesto metálico del material residual que lo acompaña en el mineral y el refinado, en el que se trata de producir el metal en un estado puro o casi puro, adecuado para su empleo. Tanto para la concentración, como para el refinado, se emplean tres tipos de procesos: mecánicos, químicos y eléctricos. En la mayoría de los casos se usa una combinación de los tres.

Si se desea detallar aún más este concepto, se tendría que generalizar de la siguiente manera: los minerales sulfurados de cobre, siguen la línea de procesos según: conminución (chancado y molienda), concentración vía flotación; fusión – conversión, refinación a fuego y refinación electrolítica.



A continuación se tratará de explicar algunos fenómenos básicos que suceden durante la fusión, conversión y refinación del cobre en una Fundición.

En términos muy generales, se podría decir que la fusión, conversión y refinación del cobre en una Fundición, consiste en eliminar progresivamente, el Fierro, el Azufre y las Impurezas, auque durante la fusión se elimina prácticamente toda la ganga o material estéril del concentrado.

Durante la fusión y conversión se emplea un agente oxidante que es el oxígeno para oxidar y separar el azufre, fierro e impurezas del cobre. El azufre se elimina en la forma de SO2 en los gases, en tanto que el hierro se oxida a FeO y a Fe3O4. pasando a formar constituyentes más importantes en las escorias.. Para otorgarle propiedades físico químicas adecuadas a estos óxidos de hierro (fluidez y estabilidad de algunos compuestos) se utiliza fundente, en este caso sílice, con la cual finalmente se logra formar una escoria líquida a la temperatura de fusión, que se puede retirar y separar fácilmente del eje.

Durante la refinación, se utiliza un agente oxidante (oxígeno) en una primera etapa para terminar de eliminar el resto de Fe y S, acompañado con algunos fundentes básicos para eliminar impurezas. Posteriormente se utiliza un agente reductor que se combina con el oxígeno que se disuelve en la primera etapa, dejando el metal prácticamente puro (99,5% de Cu)


A continuación se tratará de explicar algunos fenómenos básicos que suceden durante la fusión, conversión y refinación del cobre en una Fundición.

En términos muy generales, se podría decir que la fusión, conversión y refinación del cobre en una Fundición, consiste en eliminar progresivamente, el Fierro, el Azufre y las Impurezas, auque durante la fusión se elimina prácticamente toda la ganga o material estéril del concentrado.

Durante la fusión y conversión se emplea un agente oxidante que es el oxígeno para oxidar y separar el azufre, fierro e impurezas del cobre. El azufre se elimina en la forma de SO2 en los gases, en tanto que el hierro se oxida a FeO y a Fe3O4. pasando a formar constituyentes más importantes en las escorias.. Para otorgarle propiedades físico químicas adecuadas a estos óxidos de hierro (fluidez y estabilidad de algunos compuestos) se utiliza fundente, en este caso sílice, con la cual finalmente se logra formar una escoria líquida a la temperatura de fusión, que se puede retirar y separar fácilmente del eje.

Durante la refinación, se utiliza un agente oxidante (oxígeno) en una primera etapa para terminar de eliminar el resto de Fe y S, acompañado con algunos fundentes básicos para eliminar impurezas. Posteriormente se utiliza un agente reductor que se combina con el oxígeno que se disuelve en la primera etapa, dejando el metal prácticamente puro (99,5% de Cu)


La escoria que se forma durante la fusión del concentrado y conversión del eje, se procesa en Hornos de Tratamiento de Escoria para dejar una escoria final con una ley de cobre por debajo de 1%.

Como se ha podido apreciar la Pirometalurgia, son procesos químicos que ocurren a altas temperaturas, el comportamiento de estos procesos, es estudiado por los metalurgistas.

La química asociada es muy simple y se trata básicamente de reacciones de oxidación del Fe, del S y de Impurezas no deseadas en el producto final. También se deben considerar las reacciones de formación de escoria (reacción entre la sílice y el oxido de fierro, FeO) y las reacciones de reducción del oxigeno disuelto en el refinado a fuego (producción de cobre anódico) y reducción de la magnetita en el Horno de Tratamiento de Escoria.

Todas las demás reacciones son de tipo secundaria, y no por ello dejan de tener importancia en algunos procesos.

La escoria que se forma durante la fusión del concentrado y conversión del eje, se procesa en Hornos de Tratamiento de Escoria para dejar una escoria final con una ley de cobre por debajo de 1%.

Como se ha podido apreciar la Pirometalurgia, son procesos químicos que ocurren a altas temperaturas, el comportamiento de estos procesos, es estudiado por los metalurgistas.

La química asociada es muy simple y se trata básicamente de reacciones de oxidación del Fe, del S y de Impurezas no deseadas en el producto final. También se deben considerar las reacciones de formación de escoria (reacción entre la sílice y el oxido de fierro, FeO) y las reacciones de reducción del oxigeno disuelto en el refinado a fuego (producción de cobre anódico) y reducción de la magnetita en el Horno de Tratamiento de Escoria.

Todas las demás reacciones son de tipo secundaria, y no por ello dejan de tener importancia en algunos procesos.


El Átomo:

La idea de que la materia está formada por partículas pequeñísimas que se combinan entre sí, fue propuesta por Demócrito por el año 400 A. de C. Este filósofo bautizo estas partículas como “ATOMOS, que en griego quiere decir “sin partes”.

Actualmente tenemos la certeza que estas pequeñas partículas no son indivisible, sino que están compuestos de por otras partículas más pequeñas denominadas:

El Átomo:

La idea de que la materia está formada por partículas pequeñísimas que se combinan entre sí, fue propuesta por Demócrito por el año 400 A. de C. Este filósofo bautizo estas partículas como “ATOMOS, que en griego quiere decir “sin partes”.

Actualmente tenemos la certeza que estas pequeñas partículas no son indivisible, sino que están compuestos de por otras partículas más pequeñas denominadas:

Protones: Partículas cargadas positivamente y de masa uno.

Neutrones: Partículas neutras de masa uno.

Electrones: Partículas cargadas negativamente y de masa despreciable.


De acuerdo a nuestros conocimientos actuales ya fin de simplificar el estudio de las sustancias materiales y su constitución, distinguiremos:

Elementos: Sustancias formadas por un mismo tipo de átomo, aunque estos se encuentren enlazados formando moléculas, ejemplo, el cobre (Cu)

Compuestos: Sustancias formadas por átomos diferentes, que se encuentran enlazados formando moléculas o entidades más complejas, ejemplo, el agua (H2O)

Mezclas: Sistemas formados por elementos y/o compuestos diferentes, que pueden separarse unos de otros mediante procesos físicos, ejemplo, el aire.

De acuerdo a nuestros conocimientos actuales ya fin de simplificar el estudio de las sustancias materiales y su constitución, distinguiremos:

Elementos: Sustancias formadas por un mismo tipo de átomo, aunque estos se encuentren enlazados formando moléculas, ejemplo, el cobre (Cu)

Compuestos: Sustancias formadas por átomos diferentes, que se encuentran enlazados formando moléculas o entidades más complejas, ejemplo, el agua (H2O)

Mezclas: Sistemas formados por elementos y/o compuestos diferentes, que pueden separarse unos de otros mediante procesos físicos, ejemplo, el aire.


El Número Atómico:

Es un número entero, positivo, que equivale al número total de protones que existe en un nucleo atómico. Es característico de cada elemento químico y representa una propiedad fundamental del átomo, que es su carga nuclear.

En un átomo eléctricamente neutro (sin carga eléctrica neta), el número de protones es igual al número de electrones. De este modo, el número atómico también indica el número de electrones que tiene dicho átomo o elemento.

Masa Atómica:

Es la masa correspondiente a un átomo, también denominado Peso Atómico, aunque esta denominación es incorrecta, ya que la masa es propiedad del cuerpo y el peso depende de la gravedad.

Por ejemplo: El cobre posee un Número Atómico igual a 29 y una Masa Atómica igual a 63,54 g/mol, el fierro posee un Número Atómico igual a 26 y una Masa Atómica igual a 55,85 g/mol, el azufre posee un Número Atómico igual a 16 y una Masa Atómica igual a 32,06 g/mol.

Todos estos datos pueden ser encontrados en una Tabla Periodica.

El Número Atómico:

Es un número entero, positivo, que equivale al número total de protones que existe en un nucleo atómico. Es característico de cada elemento químico y representa una propiedad fundamental del átomo, que es su carga nuclear.

En un átomo eléctricamente neutro (sin carga eléctrica neta), el número de protones es igual al número de electrones. De este modo, el número atómico también indica el número de electrones que tiene dicho átomo o elemento.

Masa Atómica:

Es la masa correspondiente a un átomo, también denominado Peso Atómico, aunque esta denominación es incorrecta, ya que la masa es propiedad del cuerpo y el peso depende de la gravedad.

Por ejemplo: El cobre posee un Número Atómico igual a 29 y una Masa Atómica igual a 63,54 g/mol, el fierro posee un Número Atómico igual a 26 y una Masa Atómica igual a 55,85 g/mol, el azufre posee un Número Atómico igual a 16 y una Masa Atómica igual a 32,06 g/mol.

Todos estos datos pueden ser encontrados en una Tabla Periodica.


El mol:

La unidad fundamental en todo proceso químico es el átomo si se trata de un elemento, o la molécula si se trata de un compuesto.

Dado que el tamaño de estas partículas es extremadamente pequeño y su número en cualquier muestra es extremadamente grande, hacen imposible trabajar con partículas de manera individual, se requiere entonces de un método para trabajar de forma rápida y sencilla, este método es la pesada.

El mol (símbolo mol), es la unidad básica del Sistema Internacional de Unidades que mide la cantidad de sustancia.

Cuando se usa el término mol, debe especificarse el tipo de partículas elementales a que se refiere, las que pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas. Así, los términos más antiguos de átomo-gramo, molécula-gramo, ión-gramo y fórmula-gramo han sido sustituidos actualmente por el término mol.

El mol:

La unidad fundamental en todo proceso químico es el átomo si se trata de un elemento, o la molécula si se trata de un compuesto.

Dado que el tamaño de estas partículas es extremadamente pequeño y su número en cualquier muestra es extremadamente grande, hacen imposible trabajar con partículas de manera individual, se requiere entonces de un método para trabajar de forma rápida y sencilla, este método es la pesada.

El mol (símbolo mol), es la unidad básica del Sistema Internacional de Unidades que mide la cantidad de sustancia.

Cuando se usa el término mol, debe especificarse el tipo de partículas elementales a que se refiere, las que pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas. Así, los términos más antiguos de átomo-gramo, molécula-gramo, ión-gramo y fórmula-gramo han sido sustituidos actualmente por el término mol.


Un mol es la cantidad de materia que contiene 6,02 x 1023 entes elementales (átomos, moléculas, iones, partículas subatómicas, etc). Por eso cuando un químico utiliza el término mol, debe dejar en claro si es:1 mol de átomos,1 mol de moléculas,1 mol de iones,1 mol de ......

Este número tan impresionante: 602.000. 000.000. 000.000. 000.000 o sea,: 602.000 trillones = 6,02 x 1023, tiene nombre propio, se llama NÚMERO DE AVOGADRO.

El mol nos deja usar la balanza. No podemos medir la masa de cada átomo individualmente, pero si podemos medir la masa de un grupo representativo de átomos y compararla con una masa de otro número igual de un átomo distinto.

Un mol es la cantidad de materia que contiene 6,02 x 1023 entes elementales (átomos, moléculas, iones, partículas subatómicas, etc). Por eso cuando un químico utiliza el término mol, debe dejar en claro si es:1 mol de átomos,1 mol de moléculas,1 mol de iones,1 mol de ......

Este número tan impresionante: 602.000. 000.000. 000.000. 000.000 o sea,: 602.000 trillones = 6,02 x 1023, tiene nombre propio, se llama NÚMERO DE AVOGADRO.

El mol nos deja usar la balanza. No podemos medir la masa de cada átomo individualmente, pero si podemos medir la masa de un grupo representativo de átomos y compararla con una masa de otro número igual de un átomo distinto.

Con esto podemos saber de manera rápida, conociendo las

reacciones, cual es la relación de reactivos y productos de las

reacciones químicas que ocurren en el horno o en los procesos en

general


Ejemplo: 6,02 x 1023 átomos = 1 mol de átomos

Entonces, 6,02 x 1023 átomos de Cu = 1 mol de átomos de Cu

6,02 x 1023 átomos de H = 1 mol de átomos de H

6,02 x 1023 átomos de Fe = 1 mol de átomos de Fe

Por otra parte, 6,02 x 1023 átomos de Cu, es decir, 1 mol de átomo gramo de Cu significa 63,54 gramos en términos de masa (la unidad de la masa es relativa, todo dependerá de la base de cálculo, es decir podrían ser kilos , toneladas u otro).

También, 6,02 x 1023 átomos de Fe, es decir, 1 mol de átomo gramo de Fe significa 55,85 gramos en términos de masa.

Ejemplo: 6,02 x 1023 átomos = 1 mol de átomos

Entonces, 6,02 x 1023 átomos de Cu = 1 mol de átomos de Cu

6,02 x 1023 átomos de H = 1 mol de átomos de H

6,02 x 1023 átomos de Fe = 1 mol de átomos de Fe

Por otra parte, 6,02 x 1023 átomos de Cu, es decir, 1 mol de átomo gramo de Cu significa 63,54 gramos en términos de masa (la unidad de la masa es relativa, todo dependerá de la base de cálculo, es decir podrían ser kilos , toneladas u otro).

También, 6,02 x 1023 átomos de Fe, es decir, 1 mol de átomo gramo de Fe significa 55,85 gramos en términos de masa.


Reacciones Químicas:

Son los procesos en el que una o más sustancias — los reactivos — se transforman en otras sustancias diferentes — los productos de la reacción. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro.

Las reacciones químicas ocurren continuamente en la naturaleza y también pueden reproducirse en el laboratorio en forma controlada. Esto ha permitido estudiar, como y porque se producen y extraer provecho de ellas.

Pero que es lo que sucede realmente durante una reacción química?, como la oxidación del hierro. Lo que observamos es la transformación del metal en herrumbre, desaparece el hierro y aparece el óxido. ¿Dónde está el misterio?.

Durante una reacción química, lo que sucede es una reorganización de los átomos que forman los reactivos, para dar lugar a los productos, sin que en realidad “aparezca” o desaparezca” nada. Los átomos de hierro se combinan con los átomos del aire para producir óxido de hierro. La velocidad con que ocurren las reacciones, dependen de algunas condiciones, como la temperatura, presión, flujo de reactivos u otro.

Reacciones Químicas:

Son los procesos en el que una o más sustancias — los reactivos — se transforman en otras sustancias diferentes — los productos de la reacción. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro.

Las reacciones químicas ocurren continuamente en la naturaleza y también pueden reproducirse en el laboratorio en forma controlada. Esto ha permitido estudiar, como y porque se producen y extraer provecho de ellas.

Pero que es lo que sucede realmente durante una reacción química?, como la oxidación del hierro. Lo que observamos es la transformación del metal en herrumbre, desaparece el hierro y aparece el óxido. ¿Dónde está el misterio?.

Durante una reacción química, lo que sucede es una reorganización de los átomos que forman los reactivos, para dar lugar a los productos, sin que en realidad “aparezca” o desaparezca” nada. Los átomos de hierro se combinan con los átomos del aire para producir óxido de hierro. La velocidad con que ocurren las reacciones, dependen de algunas condiciones, como la temperatura, presión, flujo de reactivos u otro.


Una ecuación química proporciona mucha información. Aquí se muestra una muy sencilla, dos sustancias, llamadas reactivos, reaccionan entre sí. La primera de ellas es el magnesio, simbolizado por Mg; la ‘s’ indica que está en forma sólida. El símbolo HCl corresponde a la fórmula del ácido clorhídrico, que contiene números iguales de átomos de hidrógeno (H) y cloro (Cl) combinados. La ‘l’ significa que el ácido clorhídrico está en forma líquida.

Una ecuación química proporciona mucha información. Aquí se muestra una muy sencilla, dos sustancias, llamadas reactivos, reaccionan entre sí. La primera de ellas es el magnesio, simbolizado por Mg; la ‘s’ indica que está en forma sólida. El símbolo HCl corresponde a la fórmula del ácido clorhídrico, que contiene números iguales de átomos de hidrógeno (H) y cloro (Cl) combinados. La ‘l’ significa que el ácido clorhídrico está en forma líquida.


El 2 que hay delante de esta fórmula indica que dos moles de Acido Clorhídrico, reaccionan con un mol de Magnesio (el 1 correspondiente delante del símbolo Mg suele omitirse).

La flecha muestra el sentido de la reacción. En el lado derecho, la ecuación muestra un sólido (indicado por la ‘s’), el cloruro de magnesio y un gas (indicado por la ‘g’), el hidrógeno. En el sólido, cada átomo de magnesio está combinado con dos átomos de cloro, como indica el subíndice 2. En el gas hidrógeno, los átomos están unidos por parejas, como también indica el subíndice 2.

Las ecuaciones químicas pueden ser muchísimo más complejas que ésta.

El 2 que hay delante de esta fórmula indica que dos moles de Acido Clorhídrico, reaccionan con un mol de Magnesio (el 1 correspondiente delante del símbolo Mg suele omitirse).

La flecha muestra el sentido de la reacción. En el lado derecho, la ecuación muestra un sólido (indicado por la ‘s’), el cloruro de magnesio y un gas (indicado por la ‘g’), el hidrógeno. En el sólido, cada átomo de magnesio está combinado con dos átomos de cloro, como indica el subíndice 2. En el gas hidrógeno, los átomos están unidos por parejas, como también indica el subíndice 2.

Las ecuaciones químicas pueden ser muchísimo más complejas que ésta.


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Por último, la disminución de la velocidad de la reacción directa se equipara con el incremento de la velocidad de la reacción inversa, hasta que se detenga todo tipo de cambio. El sistema está entonces en ‘equilibrio químico’, en el que las reacciones directa e inversa tienen lugar a la misma velocidad.

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Por último, la disminución de la velocidad de la reacción directa se equipara con el incremento de la velocidad de la reacción inversa, hasta que se detenga todo tipo de cambio. El sistema está entonces en ‘equilibrio químico’, en el que las reacciones directa e inversa tienen lugar a la misma velocidad.

A medida que la reacción ocurre, disminuye la concentración de los reactivos según se van agotando. Del mismo modo, la velocidad de la reacción también decrece. Al mismo tiempo aumentan las concentraciones de los productos, tendiendo a colisionar unos con otros para volver a formar los reactivos


Combustión:

Se llama Calor de Reacción a la cantidad de calor liberada o absorbida en una reacción a la misma temperatura de los reactantes. Cuando en una reacción química se libera calor se utiliza signo (-), se dice que es una reacción exotérmica, en cambio cuando absorbe calor (+), se dice que se trata de una reacción endotérmica.

La mayoría de los procesos de combustión liberan energía (casi siempre en forma de calor), que se aprovecha en los procesos industriales para obtener fuerza motriz o para la iluminación y calefacción doméstica.

La combustión también resulta útil para obtener determinados productos oxidados, como en el caso de la combustión de azufre para formar dióxido de azufre y ácido sulfúrico como producto final.

Combustión:

Se llama Calor de Reacción a la cantidad de calor liberada o absorbida en una reacción a la misma temperatura de los reactantes. Cuando en una reacción química se libera calor se utiliza signo (-), se dice que es una reacción exotérmica, en cambio cuando absorbe calor (+), se dice que se trata de una reacción endotérmica.

La mayoría de los procesos de combustión liberan energía (casi siempre en forma de calor), que se aprovecha en los procesos industriales para obtener fuerza motriz o para la iluminación y calefacción doméstica.

La combustión también resulta útil para obtener determinados productos oxidados, como en el caso de la combustión de azufre para formar dióxido de azufre y ácido sulfúrico como producto final.


Esta oxidación del Carbono y del Hidrógeno, produce energía en la forma de calor (reacción exotérmica), haciendo que los productos que se forman, normalmente CO2 y H2O, tengan una temperatura elevada (mayor que 1.300 ºC).

Como se puede deducir, para que exista combustión es esencial que además de la presencia del Carbono y del Hidrógeno, también exista Oxígeno (Comburente).

Esta oxidación del Carbono y del Hidrógeno, produce energía en la forma de calor (reacción exotérmica), haciendo que los productos que se forman, normalmente CO2 y H2O, tengan una temperatura elevada (mayor que 1.300 ºC).

Como se puede deducir, para que exista combustión es esencial que además de la presencia del Carbono y del Hidrógeno, también exista Oxígeno (Comburente).

Temperatura

Combustible Oxígeno

La combustión necesita tres elementos :

• Temperatura: Entrega la energía de activación necesaria para iniciar la combustión.

• Oxígeno:: Se le denomina “Comburente” y es necesario para oxidar los componentes del combustible (hidrocarburos).

• Combustible:: Es el constituyente principal de la combustión. Este puede ser sólido, líquido o gaseoso (carbón, petróleo o gas natural).


Los Hidrocarburos son compuestos bioquímicos formados únicamente por Carbono e Hidrógeno. Consisten en un armazón de carbono al que se unen átomos de Hidrógeno. Forman el esqueleto de la materia orgánica.

Metano (CH4): Principal constituyente del Gas Natural, hasta 97% (Temperatura de Autoignición 600 ºC).

Etano (C2H6): También es un constituyente del Gas Natural (Temperatura de Autoignición 535 ºC).

Butano (C4H10) y Propano (C3H8): Principales constituyentes del Gas Licuado (Temperatura de Autoignición 287 y 580 ºC respectivamente).

Benceno (C6H6): Constituyente del petróleo crudo y de la gasolina.

Acetileno (C2H2): Es un gas altamente inflamable. Produce una llama de hasta 3.000º C, la mayor temperatura por combustión hasta ahora conocida.

Los Hidrocarburos son compuestos bioquímicos formados únicamente por Carbono e Hidrógeno. Consisten en un armazón de carbono al que se unen átomos de Hidrógeno. Forman el esqueleto de la materia orgánica.

Metano (CH4): Principal constituyente del Gas Natural, hasta 97% (Temperatura de Autoignición 600 ºC).

Etano (C2H6): También es un constituyente del Gas Natural (Temperatura de Autoignición 535 ºC).

Butano (C4H10) y Propano (C3H8): Principales constituyentes del Gas Licuado (Temperatura de Autoignición 287 y 580 ºC respectivamente).

Benceno (C6H6): Constituyente del petróleo crudo y de la gasolina.

Acetileno (C2H2): Es un gas altamente inflamable. Produce una llama de hasta 3.000º C, la mayor temperatura por combustión hasta ahora conocida.


SÓLIDOS

• Carbón

• Leña

LÍQUIDOS

• Bencina

• Kerosene

• Diesel

• Enap-6

GASEOSOS

• Gas Natural

• Gas Licuado

• Hidrógeno

• Acetileno

Tipos de Combustibles


Punto de Inflamación: Es la mínima temperatura a la cual un combustible emite vapores en cantidad suficiente, como para formar mezclas inflamables con el aire..

Punto de Incendio: Es la temperatura más baja a la cual un líquido contenido en un recipiente abierto, comienza a emitir vapores con suficiente velocidad para propiciar una combustión continuada. El punto de incendio está generalmente a unos pocos grados por encima del punto de inflamación.

Punto de Autoinflamación: Es la menor temperatura a la cual una mezcla de gas inflamable y aire, van a originar una llama. Ejemplo: La gasolina de 56 a 76 octanos, su punto de Autoinflamación es de 280 ºC.


El poder calorífico de un combustible representa la cantidad de calor generada por la combustión completa de una unidad de masa de dicho combustible

Combustibles Poder CaloríficoInferior

Acetileno 11. 600 kcal/kg

PropanoGasolinaButano

11. 000 kcal/kg

Diesel 10 .200 kcal/kg

Fuel Oil 9.600 kcal/kg

Antracita 8.300 kcal/kg

Coque 7.800 kcal/kg

Alcohol 6.740 kcal/kg

Lignito 4.800 kcal/kg

El Poder Calorífico expresa la energía máxima que puede liberar la reacción química total entre un combustible y el comburente y es igual a la energía que mantenía unidos los átomos de las moléculas antes de la reacción, menos la energía que mantiene unidos los átomos de las nuevas moléculas, generalmente gases en la combustión.


Poder Calorífico Superior e Inferior

El Poder Calorífico Superior considera adicionalmente, el calor que se desprende al condensar el agua gaseosa producto de la combustión.

El Poder Calorífico Inferior no considera el calor que se desprende al condensar el agua gaseosa producto de la combustión. Este es el valor

que debe ser utilizado en los cálculos de procesos.

Poder Calorífico Superior e Inferior

El Poder Calorífico Superior considera adicionalmente, el calor que se desprende al condensar el agua gaseosa producto de la combustión.

El Poder Calorífico Inferior no considera el calor que se desprende al condensar el agua gaseosa producto de la combustión. Este es el valor

que debe ser utilizado en los cálculos de procesos.


Ejemplo de Combustión:

1 mol de Carbono, reacciona con 1 mol de Oxígeno, produciendo 1 mol de Dióxido de Carbono.

Peso Atómico del C = 12 y Peso Molecular del Oxígeno = 16

12 unidades másicas (kg por ejemplo) de Carbono, reaccionan con 32 unidades másicas de Oxígeno, produciendo 44 unidades másicas de Dióxido de Carbono.

C + O2 CO2

Otras Reacciones de Combustión:

C + O2 CO2

C + ½ O2 CO

2H + ½ O2 H2O

S + O2 SO2


Composición Química de Algunos Combustibles


1.1.2 Conceptos Básicos del Proceso Fusión-Conversión

Metalurgia: Es la ciencia que se dedica a estudiar la extracción de los metales desde sus minerales y el tratamiento de los metales, incluyendo la producción de aleaciones.

Metalurgia Extractiva: Se refiere a la ciencia de extraer los metales desde sus menas, para ser utilizados por el ser humano.

Pirometalurgia del Cobre: Rama de la metalurgia en donde los procesos para la obtención del cobre, se llevan a cabo a temperaturas normalmente por sobre los 1.200 ºC.

Es el más importante y más antiguo de los métodos extractivos de metales utilizado por el hombre. Hoy en día, entre el 75 y 80 % del cobre que se produce en el mundo, se realiza por la vía de la Fundición (12.000.000 t aprox.).

En el mundo existen alrededor de 50 Fundiciones y 12 Hornos Flash Outokumpu, los que procesan aproximadamente el 52% de la producción de cobre fino vía Fundición, el 20% se procesa en Convertidores Teniente y el resto en Hornos Flash INCO, Hornos Reverberos, Proceso Mitsubishi, Hornos Eléctricos y otros.

1.1.2 Conceptos Básicos del Proceso Fusión-Conversión

Metalurgia: Es la ciencia que se dedica a estudiar la extracción de los metales desde sus minerales y el tratamiento de los metales, incluyendo la producción de aleaciones.

Metalurgia Extractiva: Se refiere a la ciencia de extraer los metales desde sus menas, para ser utilizados por el ser humano.

Pirometalurgia del Cobre: Rama de la metalurgia en donde los procesos para la obtención del cobre, se llevan a cabo a temperaturas normalmente por sobre los 1.200 ºC.

Es el más importante y más antiguo de los métodos extractivos de metales utilizado por el hombre. Hoy en día, entre el 75 y 80 % del cobre que se produce en el mundo, se realiza por la vía de la Fundición (12.000.000 t aprox.).

En el mundo existen alrededor de 50 Fundiciones y 12 Hornos Flash Outokumpu, los que procesan aproximadamente el 52% de la producción de cobre fino vía Fundición, el 20% se procesa en Convertidores Teniente y el resto en Hornos Flash INCO, Hornos Reverberos, Proceso Mitsubishi, Hornos Eléctricos y otros.


Para producir 12.000.000 t de cobre, se deben fundir a nivel mundial, cerca de 38.000.000 a 40.000.000 t de concentrados de cobre.

Las variables del proceso de Fusión o Fusión-Conversión, deben adaptarse a las características mineralógicas del concentrado o a las mezclas que pueden realizarse entre ellos para la obtención de un mejor rendimiento o productividad.

Los principales minerales que contienen los concentrados de cobre del tipo sulfurado, son los siguientes:

Calcopirita CuFeS2

Calcosina Cu2S

Covelina CuS

Pirita FeS

Bornita Cu5FeS4

Enargita Cu3AsS4

Ganga Sílice; Alumina; Magnesita; Calcita, etc.

Para producir 12.000.000 t de cobre, se deben fundir a nivel mundial, cerca de 38.000.000 a 40.000.000 t de concentrados de cobre.

Las variables del proceso de Fusión o Fusión-Conversión, deben adaptarse a las características mineralógicas del concentrado o a las mezclas que pueden realizarse entre ellos para la obtención de un mejor rendimiento o productividad.

Los principales minerales que contienen los concentrados de cobre del tipo sulfurado, son los siguientes:

Calcopirita CuFeS2

Calcosina Cu2S

Covelina CuS

Pirita FeS

Bornita Cu5FeS4

Enargita Cu3AsS4

Ganga Sílice; Alumina; Magnesita; Calcita, etc.


Durante el proceso de fusión, las especies mineralógicas anteriores se descomponen térmicamente de la siguiente forma:

Calcopirita 2 CuFeS2 Cu2S + FeS + ½ S2(g)

Calcosina Cu2S Cu2S

Covelina 2 CuS Cu2S + ½ S2(g)

Pirita FeS2 FeS + ½ S2(g)

Bornita 2 Cu5FeS4 5 Cu2S + 2 FeS + ½ S2(g)

Enargita 2 Cu3AsS4 3 Cu2S + As2S3 + S2(g)

Todas estas reacciones son endotérmicas, es decir, consumen calor. Sin embargo, en los procesos de Fusión–Conversión como ocurre en los Hornos Flash, Convertidor Teniente y otros, el Azufre liberado (Azufre Pirítico), parte del FeS y otros sulfuros, son oxidados, generando grandes cantidades de calor, permitiendo que estos procesos sean autógenos (no requieren combustible), cuando se enriquece el aire con oxígeno y se alimenta concentrado seco.

Durante el proceso de fusión, las especies mineralógicas anteriores se descomponen térmicamente de la siguiente forma:

Calcopirita 2 CuFeS2 Cu2S + FeS + ½ S2(g)

Calcosina Cu2S Cu2S

Covelina 2 CuS Cu2S + ½ S2(g)

Pirita FeS2 FeS + ½ S2(g)

Bornita 2 Cu5FeS4 5 Cu2S + 2 FeS + ½ S2(g)

Enargita 2 Cu3AsS4 3 Cu2S + As2S3 + S2(g)

Todas estas reacciones son endotérmicas, es decir, consumen calor. Sin embargo, en los procesos de Fusión–Conversión como ocurre en los Hornos Flash, Convertidor Teniente y otros, el Azufre liberado (Azufre Pirítico), parte del FeS y otros sulfuros, son oxidados, generando grandes cantidades de calor, permitiendo que estos procesos sean autógenos (no requieren combustible), cuando se enriquece el aire con oxígeno y se alimenta concentrado seco.


Entonces, las reacciones que producen calor (reacciones exotérmicas), son las siguientes: FeS + O2 FeO + SO2

3 FeS + 5 O2 Fe3O4 + 3 SO2

½ S2 + O2 SO2

Los Oxidos de Hierro pasan a ser constituyentes de la escoria, en tanto el SO2 es eliminado en los gases.

La cantidad de FeS que se oxida a FeO o a Fe3O4, va a depender básicamente de la cantidad de fundente (sílice) alimentada y del contenido de Cu en el eje.

Entonces, las reacciones que producen calor (reacciones exotérmicas), son las siguientes: FeS + O2 FeO + SO2

3 FeS + 5 O2 Fe3O4 + 3 SO2

½ S2 + O2 SO2

Los Oxidos de Hierro pasan a ser constituyentes de la escoria, en tanto el SO2 es eliminado en los gases.

La cantidad de FeS que se oxida a FeO o a Fe3O4, va a depender básicamente de la cantidad de fundente (sílice) alimentada y del contenido de Cu en el eje.

LAS REACCIONES DE OXIDACION DEL

FeS y S (pirítico)

GENERAN CALOR PARA FUNDIR Y MANTENER LA

TEMPERATURA DEL PROCESO


Entonces, el concentrado de cobre es sometido a altas temperaturas (sobre 1.200 ºC) para lograr el cambio de estado sólido a líquido. Al pasar al estado líquido, los compuestos que componen los minerales presentes en el concentrado, se separan, formando dos fases líquidas, una de baja densidad denominada escoria y otra de más alta densidad que es el eje, ambas inmiscibles entre sí (la separación de estas fases se facilita por estas dos cualidades). También hay elementos que se eliminan en los gases que abandonan el Horno o Reactor.

La situación se puede resumir de la siguiente forma:

Entonces, el concentrado de cobre es sometido a altas temperaturas (sobre 1.200 ºC) para lograr el cambio de estado sólido a líquido. Al pasar al estado líquido, los compuestos que componen los minerales presentes en el concentrado, se separan, formando dos fases líquidas, una de baja densidad denominada escoria y otra de más alta densidad que es el eje, ambas inmiscibles entre sí (la separación de estas fases se facilita por estas dos cualidades). También hay elementos que se eliminan en los gases que abandonan el Horno o Reactor.

La situación se puede resumir de la siguiente forma:

CuFeS2 + O2 + SiO2 Cu2S+FeS + FeO*SiO2 + Fe3O4 + SO2 + Calor

Especie Mineralógica

Eje

Fundente Oxígeno Gases

Escoria

Magnetita

Fayalita


Formación de Escoria:

La escoria contiene principalmente silicato de hierro (fayalita), magnetita, eje atrapado física y químicamente y otros tipos de silicatos y óxidos

La escoria sirve para eliminar el hierro, la ganga y los constituyentes nocivos o impurezas tales como: Plomo, Antimonio y el Arsénico.

El FeO formado es un líquido muy reactivo, particularmente frente al oxígeno y a los refractarios. Esto significa que en presencia de oxígeno tenderá a reaccionar, continuando su grado de oxidación. Para disminuir su reactividad química y evitar la indeseada formación de magnetita, se hace reaccionar con SiO2, formando el ortosilicato ferroso, 2 FeO·SiO2 conocido en el estado sólido como fayalita. La reacción correspondiente es:

2 FeO + SiO2 2 FeO·SiO2

La fayalita, es un compuesto que funde a los 1200° C, y cuya densidad es de 2,8 g/cm3, además que es inmiscible con la fase metal.

Formación de Escoria:

La escoria contiene principalmente silicato de hierro (fayalita), magnetita, eje atrapado física y químicamente y otros tipos de silicatos y óxidos

La escoria sirve para eliminar el hierro, la ganga y los constituyentes nocivos o impurezas tales como: Plomo, Antimonio y el Arsénico.

El FeO formado es un líquido muy reactivo, particularmente frente al oxígeno y a los refractarios. Esto significa que en presencia de oxígeno tenderá a reaccionar, continuando su grado de oxidación. Para disminuir su reactividad química y evitar la indeseada formación de magnetita, se hace reaccionar con SiO2, formando el ortosilicato ferroso, 2 FeO·SiO2 conocido en el estado sólido como fayalita. La reacción correspondiente es:

2 FeO + SiO2 2 FeO·SiO2

La fayalita, es un compuesto que funde a los 1200° C, y cuya densidad es de 2,8 g/cm3, además que es inmiscible con la fase metal.


Formación de Magnetita:

La presencia de magnetita en la escoria, puede ser producto de reacciones químicas o puede provenir de la carga alimentada en los materiales retornados (polvos, carga fría, borra, etc.): 6 FeO + O2 2 Fe3O4; Fe3O4 (s) Fe3O4 (l)

La magnetita, tiene un punto de fusión de 1.597 °C y por consiguiente se mantiene sólida en el caso que la escoria se sature en ella.

La presencia de magnetita en las escorias, las hace más viscosas, dificultando la separación del eje y la escoria, teniendo como resultado pérdidas más altas de Cu.

La magnetita es más densa (5,0 - 5,5 g/cm3) que el eje (4,4 g/cm3) y la escoria (3,5 g/cm3), por lo tanto en el caso que la escoria se sature en magnetita, hace que se deposite en el piso disminuyendo el volumen útil del crisol del Horno. En estos casos se utilizan elementos reductores que se agregan al baño fundido.

La magnetita se combina con otros óxidos, particularmente con el Cr2O3 (refractarios), produciendo sólidos de densidad intermedia entre el eje y la escoria, dando formación a un falso fondo y aumentando las pérdidas de Cu en la escoria.

Formación de Magnetita:

La presencia de magnetita en la escoria, puede ser producto de reacciones químicas o puede provenir de la carga alimentada en los materiales retornados (polvos, carga fría, borra, etc.): 6 FeO + O2 2 Fe3O4; Fe3O4 (s) Fe3O4 (l)

La magnetita, tiene un punto de fusión de 1.597 °C y por consiguiente se mantiene sólida en el caso que la escoria se sature en ella.

La presencia de magnetita en las escorias, las hace más viscosas, dificultando la separación del eje y la escoria, teniendo como resultado pérdidas más altas de Cu.

La magnetita es más densa (5,0 - 5,5 g/cm3) que el eje (4,4 g/cm3) y la escoria (3,5 g/cm3), por lo tanto en el caso que la escoria se sature en magnetita, hace que se deposite en el piso disminuyendo el volumen útil del crisol del Horno. En estos casos se utilizan elementos reductores que se agregan al baño fundido.

La magnetita se combina con otros óxidos, particularmente con el Cr2O3 (refractarios), produciendo sólidos de densidad intermedia entre el eje y la escoria, dando formación a un falso fondo y aumentando las pérdidas de Cu en la escoria.


El Fundente:

La función del fundente, en este caso la Sílice, es el de reaccionar con el óxido de fierro, FeO, formado durante la fusión. Esto para formar una escoria fundida que pueda ser fácilmente retirada del Horno.

Efectos de la Sílice en el baño fundido:

- Disminuye el punto de fusión de la escoria.

- La separación entre las fases metálica y escoria es más eficiente.

- Disminuye la viscosidad de la escoria.

- Controla la generación de magnetita.

El Fundente:

La función del fundente, en este caso la Sílice, es el de reaccionar con el óxido de fierro, FeO, formado durante la fusión. Esto para formar una escoria fundida que pueda ser fácilmente retirada del Horno.

Efectos de la Sílice en el baño fundido:

- Disminuye el punto de fusión de la escoria.

- La separación entre las fases metálica y escoria es más eficiente.

- Disminuye la viscosidad de la escoria.

- Controla la generación de magnetita.


Efectos del Exceso de Sílice:

• Porcentaje de magnetita más bajo en la escoria.

• Alta viscosidad de la escoria, por exceso de sílice.

• Alto contenido de cobre en la escoria.

• Baño más frío debido a que el exceso de sílice consume calor adicional.

Efectos del Déficit de Sílice:

• Porcentaje de magnetita más alto en la escoria.

• Alta viscosidad de la escoria, por exceso de magnetita.


• Escorias difíciles de procesar por la alta viscosidad.

Efectos del Exceso de Sílice:

• Porcentaje de magnetita más bajo en la escoria.

• Alta viscosidad de la escoria, por exceso de sílice.


• Baño más frío debido a que el exceso de sílice consume calor adicional.

Efectos del Déficit de Sílice:

• Porcentaje de magnetita más alto en la escoria.

• Alta viscosidad de la escoria, por exceso de magnetita.


• Escorias difíciles de procesar por la alta viscosidad.


Pérdidas de Cobre en la Escoria:

Las pérdidas de cobre en las escorias se deben principalmente a dos mecanismos

Mecanismo Químico:

El Cu se encuentra disuelto en la escoria en la forma de óxido, específicamente como Cu2O. Este tipo de pérdida es del orden de 20 – 40 %.

Mecanismo Físico:

El Cu se encuentra atrapado en la escoria como sulfuro, específicamente como eje. Este tipo de perdida es del orden de 60 – 80 %.

Pérdidas de Cobre en la Escoria:

Las pérdidas de cobre en las escorias se deben principalmente a dos mecanismos

Mecanismo Químico:

El Cu se encuentra disuelto en la escoria en la forma de óxido, específicamente como Cu2O. Este tipo de pérdida es del orden de 20 – 40 %.

Mecanismo Físico:

El Cu se encuentra atrapado en la escoria como sulfuro, específicamente como eje. Este tipo de perdida es del orden de 60 – 80 %.


Mecanismo Químico:

La pérdida química de cobre en la escoria, se debe a la formación de óxidos de cobre que son muy reactivos y se combinan fácilmente con la magnetita para formar:

- Ferrita de cobre, Cu2O·Fe3O4

- Magnetita de cobre, CuFe2O4

- Silicato de cobre

El único modo de recuperar este cobre, es en el Horno de Limpieza de Escoria, mediante el uso de algún agente reductor

El cobre también se encuentra en la escoria formando óxidos libre, como el Cu2O y CuO, los cuales son fácilmente reducidos y pueden ser recuperados en el Horno de Limpieza de Escoria.

Para disminuir la pérdida química de cobre, hay que minimizar la formación de óxidos de cobre.

Mecanismo Químico:

La pérdida química de cobre en la escoria, se debe a la formación de óxidos de cobre que son muy reactivos y se combinan fácilmente con la magnetita para formar:

- Ferrita de cobre, Cu2O·Fe3O4

- Magnetita de cobre, CuFe2O4

- Silicato de cobre

El único modo de recuperar este cobre, es en el Horno de Limpieza de Escoria, mediante el uso de algún agente reductor

El cobre también se encuentra en la escoria formando óxidos libre, como el Cu2O y CuO, los cuales son fácilmente reducidos y pueden ser recuperados en el Horno de Limpieza de Escoria.

Para disminuir la pérdida química de cobre, hay que minimizar la formación de óxidos de cobre.


Mecanismo Físico:

Las perdidas de cobre por atrapamiento, se deben principalmente a que partículas de metal no alcanzan a decantar, normalmente debido a una alta viscosidad de la escoria.

La alta viscosidad de la escoria tiene las siguientes causas:

- Baja temperatura de los líquidos.

- Alto contenido de Magnetita

-- Exceso de Sílice.

Las perdidas de cobre por éste fenómeno, también pueden darse a través de la siguiente reacción química que se produce en el Horno, debido a la presencia de magnetita.

FeS(l) + 3 Fe3O4(s) = 10 FeO(l) + SO2(g)

La generación de SO2 provoca un efecto llamado flotación. El burbujeo de SO2 en el baño hacia la superficie (escoria), arrastra pequeñas partículas de eje.

Mecanismo Físico:

Las perdidas de cobre por atrapamiento, se deben principalmente a que partículas de metal no alcanzan a decantar, normalmente debido a una alta viscosidad de la escoria.

La alta viscosidad de la escoria tiene las siguientes causas:

- Baja temperatura de los líquidos.

- Alto contenido de Magnetita

-- Exceso de Sílice.

Las perdidas de cobre por éste fenómeno, también pueden darse a través de la siguiente reacción química que se produce en el Horno, debido a la presencia de magnetita.

FeS(l) + 3 Fe3O4(s) = 10 FeO(l) + SO2(g)

La generación de SO2 provoca un efecto llamado flotación. El burbujeo de SO2 en el baño hacia la superficie (escoria), arrastra pequeñas partículas de eje.


¿Que es la Espumación?

El fenómeno conocido como “espumación”, se produce cuando el baño fundido, en particular la escoria, no deja escapar los gases a la misma velocidad con que se producen. En el caso particular del Horno Flash, es el resultado de reacciones químicas que se producen en forma violenta, generando mucho SO2.

¿Que es la Espumación?

El fenómeno conocido como “espumación”, se produce cuando el baño fundido, en particular la escoria, no deja escapar los gases a la misma velocidad con que se producen. En el caso particular del Horno Flash, es el resultado de reacciones químicas que se producen en forma violenta, generando mucho SO2.

Reacciones Espumantes

Cu2S + 2 Cu2O = 6 Cu + SO2(g)

FeS + 3 Cu2O = 6 Cu + FeO + SO2(g)

Cu2S + 2 Fe3O4 = 6 FeO + 2 Cu + SO2(g)

FeS + 3 Fe3O4 = 10 FeO + SO2(g)


Formación de Eje

El eje es principalmente una solución de sulfuros de cobre y hierro en proporciones variables, en la cual se disuelven otros sulfuros metálicos provenientes de la carga; como son los sulfuros de níquel, cobalto, bismuto, plomo y zinc.

En esta solución de sulfuros se disuelven además seleniuros y telururos, tanto de cobre, como de los Metales Nobles; arseniuros, antimoniuros, sulfoarseniuros y sulfoantimoniuros de cobre y la casi totalidad de los Metales Nobles que acompañan a los minerales de cobre. Finalmente, pueden también encontrarse disueltos pequeñas cantidades de oxígeno, magnetita y trazas de óxido tales como Al2O3 y SiO2.

La ley de cobre en el eje, se maneja con el coeficiente de oxígeno, es decir, la cantidad de oxígeno que se alimenta al Horno en relación a la cantidad de concentrado. El coeficiente de oxígeno depende también del tipo de concentrado que se procesa.

Formación de Eje

El eje es principalmente una solución de sulfuros de cobre y hierro en proporciones variables, en la cual se disuelven otros sulfuros metálicos provenientes de la carga; como son los sulfuros de níquel, cobalto, bismuto, plomo y zinc.

En esta solución de sulfuros se disuelven además seleniuros y telururos, tanto de cobre, como de los Metales Nobles; arseniuros, antimoniuros, sulfoarseniuros y sulfoantimoniuros de cobre y la casi totalidad de los Metales Nobles que acompañan a los minerales de cobre. Finalmente, pueden también encontrarse disueltos pequeñas cantidades de oxígeno, magnetita y trazas de óxido tales como Al2O3 y SiO2.

La ley de cobre en el eje, se maneja con el coeficiente de oxígeno, es decir, la cantidad de oxígeno que se alimenta al Horno en relación a la cantidad de concentrado. El coeficiente de oxígeno depende también del tipo de concentrado que se procesa.



La Fusión Flash o Instantánea es un proceso Pirometalúgico para fundir concentrados de sulfuros metálicos. Se usa principalmente para cobre, pero también se emplea para la fusión de concentrados de Níquel y Plomo.

La Fusión en el Horno Flash, se produce por la oxidación controlada del Fe y del S del concentrado, lo que genera una gran cantidad de calor, el cual se utiliza para la fusión del concentrado, definiéndose por tal motivo como un proceso autógeno.

Desde el punto de vista del control ambiental, los Hornos Flash son ventajosos debido a la producción de gases ricos en SO2, los que pueden derivar fácilmente en la producción de ácido sulfúrico. También los gases fugitivos son de menor volumen (solo los que se producen durante las sangradas de líquidos)

Pero también el Horno Flash tiene desventajas respecto de otras tecnologías, como por ejemplo en relación al Convertidor Teniente, se requiere de una mayor inversión y el arrastre de polvo en los gases es considerablemente mayor.


La Fusión Flash o Instantánea es un proceso Pirometalúgico para fundir concentrados de sulfuros metálicos. Se usa principalmente para cobre, pero también se emplea para la fusión de concentrados de Níquel y Plomo.

La Fusión en el Horno Flash, se produce por la oxidación controlada del Fe y del S del concentrado, lo que genera una gran cantidad de calor, el cual se utiliza para la fusión del concentrado, definiéndose por tal motivo como un proceso autógeno.

Desde el punto de vista del control ambiental, los Hornos Flash son ventajosos debido a la producción de gases ricos en SO2, los que pueden derivar fácilmente en la producción de ácido sulfúrico. También los gases fugitivos son de menor volumen (solo los que se producen durante las sangradas de líquidos)

Pero también el Horno Flash tiene desventajas respecto de otras tecnologías, como por ejemplo en relación al Convertidor Teniente, se requiere de una mayor inversión y el arrastre de polvo en los gases es considerablemente mayor.


DIAGRAMA GENERAL DE FLUJOSDIAGRAMA GENERAL DE FLUJOS


ALIMENTACION Y PRODUCTOSALIMENTACION Y PRODUCTOS


1.2 Conceptos Teóricos Asociados a Sistemas y Equipos Anexos

Para que el Horno Flash funcione adecuadamente, se requiere de un conjunto de sistemas o equipos anexos, que deben operar en forma continua al igual que lo hace el Horno. Si algunos de estos sistemas o equipos, no lo hace, el Horno no podrá fundir a su capacidad programada o deseada e inclusive se podría llegar a su detención.

Los principales sistemas que deben operar de manera continua, son:

- Caldera.

- Sistema de Refrigeración (Torre de Enfriamiento, Intercambiadores de Calor, etc).

- Sistema de Manejo de Gases (Precipitadores Electroestáticos, VTI, Ductos, es

decir, desde salida Caldera, hasta Cámara de Mezcla Gases).

- Sistema de Alimentación (Transporte Neumático de Concentrado).

- Sistema de Control

A continuación se presentan algunos conceptos teóricos básicos que se relacionan con estos sistemas o equipos anexos del Horno Flash.

1.2 Conceptos Teóricos Asociados a Sistemas y Equipos Anexos

Para que el Horno Flash funcione adecuadamente, se requiere de un conjunto de sistemas o equipos anexos, que deben operar en forma continua al igual que lo hace el Horno. Si algunos de estos sistemas o equipos, no lo hace, el Horno no podrá fundir a su capacidad programada o deseada e inclusive se podría llegar a su detención.

Los principales sistemas que deben operar de manera continua, son:

- Caldera.

- Sistema de Refrigeración (Torre de Enfriamiento, Intercambiadores de Calor, etc).

- Sistema de Manejo de Gases (Precipitadores Electroestáticos, VTI, Ductos, es

decir, desde salida Caldera, hasta Cámara de Mezcla Gases).

- Sistema de Alimentación (Transporte Neumático de Concentrado).

- Sistema de Control

A continuación se presentan algunos conceptos teóricos básicos que se relacionan con estos sistemas o equipos anexos del Horno Flash.




El agua en este caso se utiliza con fines de refrigeración para absorber parte del calor generado por el Horno, producto de las reacciones químicas que se producen al fundirse el concentrado. Por lo tanto, el agua caliente que retorna a los estanques, es enfriada en intercambiadores de calor tipo placas, con agua fría proveniente de la Torre de Enfriamiento. El agua caliente que retorna a la Torre, es enfriada en la misma Torre al intercambiar el calor con el aire frío que circula en contracorriente

Tipos y Origen del Agua Utilizada:

El agua utilizada en el Circuito Spray y la Torre de Enfriamiento es una agua dura, proveniente de la aducción del Río Colana, la cual presenta en general una calidad adecuada para estos fines. El Circuito Chaqueta utiliza agua desmineralizada, ideal para cualquier sistema de refrigeración, proveniente de la Planta Termoeléctrica de Chuquicamata.

La Torre de Enfriamiento es abastecida con la purga del Circuito Spray (Make – Up) y esporádicamente con agua del Río San Pedro, que es un agua químicamente más dura y de peor calidad.



El agua en este caso se utiliza con fines de refrigeración para absorber parte del calor generado por el Horno, producto de las reacciones químicas que se producen al fundirse el concentrado. Por lo tanto, el agua caliente que retorna a los estanques, es enfriada en intercambiadores de calor tipo placas, con agua fría proveniente de la Torre de Enfriamiento. El agua caliente que retorna a la Torre, es enfriada en la misma Torre al intercambiar el calor con el aire frío que circula en contracorriente

Tipos y Origen del Agua Utilizada:

El agua utilizada en el Circuito Spray y la Torre de Enfriamiento es una agua dura, proveniente de la aducción del Río Colana, la cual presenta en general una calidad adecuada para estos fines. El Circuito Chaqueta utiliza agua desmineralizada, ideal para cualquier sistema de refrigeración, proveniente de la Planta Termoeléctrica de Chuquicamata.

La Torre de Enfriamiento es abastecida con la purga del Circuito Spray (Make – Up) y esporádicamente con agua del Río San Pedro, que es un agua químicamente más dura y de peor calidad.


Las aguas de los ríos, lagunas, fuentes, etc., generalmente están contaminadas por cieno,y barro, óxidos de hierro y sustancias orgánicas que se mantienen en suspensión. El agua también contiene en forma disuelta: aire, anhídrido carbónico; cloruro de sodio, de magnesio y de calcio; sulfato de magnesio y de calcio (yeso); carbonato de hierro y de calcio; bicarbonato cálcico y magnesio, sílice gelatinosa; ácidos nítrico, húmico y graso, etc.

En los Sistemas de Refrigeración de la División, la presencia de sílice cristalizada es el factor más preocupante por su alta concentración en la zona. El ácido nítrico en no es significativo. Los ácidos húmicos son aportados por material vegetal en descomposición. Los ácidos grasos, sólo podrían ser atribuidos a contaminación.

Las aguas de los ríos, lagunas, fuentes, etc., generalmente están contaminadas por cieno,y barro, óxidos de hierro y sustancias orgánicas que se mantienen en suspensión. El agua también contiene en forma disuelta: aire, anhídrido carbónico; cloruro de sodio, de magnesio y de calcio; sulfato de magnesio y de calcio (yeso); carbonato de hierro y de calcio; bicarbonato cálcico y magnesio, sílice gelatinosa; ácidos nítrico, húmico y graso, etc.

En los Sistemas de Refrigeración de la División, la presencia de sílice cristalizada es el factor más preocupante por su alta concentración en la zona. El ácido nítrico en no es significativo. Los ácidos húmicos son aportados por material vegetal en descomposición. Los ácidos grasos, sólo podrían ser atribuidos a contaminación.


Fenómenos no Deseados:

Incrustaciones:

Los elementos minerales tales como calcio, magnesio y sílice, son poco solubles en agua y pueden formar incrustaciones en un sistema de enfriamiento cuando se dan condiciones de pH, temperatura, presión y concentración. Una delgada capa de incrustaciones reduce en forma importante la transferencia de calor. La sílice es de mayor importancia frente al calcio y magnesio. Al depositarse la sílice, disminuye en mayor grado la transferencia de calor.

Corrosión:

La mayoría de los metales empleados en los sistemas de enfriamiento, son susceptibles a la corrosión. Mantener las superficies limpias es el aspecto más importante en la prevención de la corrosión, evitando que ocurra una corrosión bajo depósito y cause serios daños. La corrosión puede distribuirse uniformemente a través del sistema o bien puede ser localizada, causando un severo proceso de pitting y produciendo una rápida falla del material. Es difícil mantener las superficies limpias, si las aguas varían en calidad con el invierno altiplánico, presencia de polvos, variaciones del pH, o utilización de aguas de mala calidad.

Fenómenos no Deseados:

Incrustaciones:

Los elementos minerales tales como calcio, magnesio y sílice, son poco solubles en agua y pueden formar incrustaciones en un sistema de enfriamiento cuando se dan condiciones de pH, temperatura, presión y concentración. Una delgada capa de incrustaciones reduce en forma importante la transferencia de calor. La sílice es de mayor importancia frente al calcio y magnesio. Al depositarse la sílice, disminuye en mayor grado la transferencia de calor.

Corrosión:

La mayoría de los metales empleados en los sistemas de enfriamiento, son susceptibles a la corrosión. Mantener las superficies limpias es el aspecto más importante en la prevención de la corrosión, evitando que ocurra una corrosión bajo depósito y cause serios daños. La corrosión puede distribuirse uniformemente a través del sistema o bien puede ser localizada, causando un severo proceso de pitting y produciendo una rápida falla del material. Es difícil mantener las superficies limpias, si las aguas varían en calidad con el invierno altiplánico, presencia de polvos, variaciones del pH, o utilización de aguas de mala calidad.


Ensuciamiento:

Las partículas suspendidas en el aire, los productos de corrosión, el ensuciamiento biológico y los sólidos en suspensión, se acumulan en el sistema de enfriamiento y contribuyen a la pérdida de eficiencia y deterioro de los equipos. El mejor método para controlar el ensuciamiento depende de su naturaleza y de los programas de tratamiento. Existen polímeros sintéticos y dispersantes, que impiden que los contaminantes se depositen o remueven los depósitos formados.

Depósitos Microbiológicos:

La mayoría de los programas de tratamiento de aguas de enfriamiento fallan debido a la carencia de un control microbiológico. Las incrustaciones, la corrosión y el ensuciamiento, son síntomas de un programa de tratamiento incorrecto, pero la raíz del problema es el inadecuado control microbiológico. El agua de reposición y el viento, pueden transportar microorganismos dentro del sistema de enfriamiento. La corrosión ocurre debajo de las capas del limo bacteriano donde los contaminantes orgánicos son atrapados y comienzan el proceso de deterioro.

Los microorganismos utilizan como base de crecimiento, las estructuras y los elementos del sistema de refrigeración y lo debilitan. Todo esto ocurre a escala microscópica. Biocidas adecuados pueden controlar el problema, trabajando conjuntamente con biodispersantes.

Ensuciamiento:

Las partículas suspendidas en el aire, los productos de corrosión, el ensuciamiento biológico y los sólidos en suspensión, se acumulan en el sistema de enfriamiento y contribuyen a la pérdida de eficiencia y deterioro de los equipos. El mejor método para controlar el ensuciamiento depende de su naturaleza y de los programas de tratamiento. Existen polímeros sintéticos y dispersantes, que impiden que los contaminantes se depositen o remueven los depósitos formados.

Depósitos Microbiológicos:

La mayoría de los programas de tratamiento de aguas de enfriamiento fallan debido a la carencia de un control microbiológico. Las incrustaciones, la corrosión y el ensuciamiento, son síntomas de un programa de tratamiento incorrecto, pero la raíz del problema es el inadecuado control microbiológico. El agua de reposición y el viento, pueden transportar microorganismos dentro del sistema de enfriamiento. La corrosión ocurre debajo de las capas del limo bacteriano donde los contaminantes orgánicos son atrapados y comienzan el proceso de deterioro.

Los microorganismos utilizan como base de crecimiento, las estructuras y los elementos del sistema de refrigeración y lo debilitan. Todo esto ocurre a escala microscópica. Biocidas adecuados pueden controlar el problema, trabajando conjuntamente con biodispersantes.


Definiciones Claves:

Dureza del Agua:

Se dice que una agua es dura, cuando es rica en sales de calcio y magnesio.

Dureza Temporal:

Corresponde a la presencia de bicarbonatos de calcio y magnesio, los cuales al calentarse en el agua a la temperatura de ebullición, se descomponen en carbonatos neutros que precipitan desprendiendo anhídrido carbónico y agua.

Dureza Permanente:

Corresponde a la presencia de sales solubles en el agua, tales como los cloruros, sulfatos y nitratos de calcio y magnesio. Durante la ebullición, no sufren transformación alguna. Estas sales disueltas en el agua, ingresan al sistema de refrigeración y a medida que esta se vaporiza, sube su concentración hasta alcanzar la saturación, decantando y formando incrustaciones.

Dureza Total (DT):

Corresponde a la suma de la dureza temporal y permanente, esto es, todas las sales de calcio y magnesio que contiene el agua.

Definiciones Claves:

Dureza del Agua:

Se dice que una agua es dura, cuando es rica en sales de calcio y magnesio.

Dureza Temporal:

Corresponde a la presencia de bicarbonatos de calcio y magnesio, los cuales al calentarse en el agua a la temperatura de ebullición, se descomponen en carbonatos neutros que precipitan desprendiendo anhídrido carbónico y agua.

Dureza Permanente:

Corresponde a la presencia de sales solubles en el agua, tales como los cloruros, sulfatos y nitratos de calcio y magnesio. Durante la ebullición, no sufren transformación alguna. Estas sales disueltas en el agua, ingresan al sistema de refrigeración y a medida que esta se vaporiza, sube su concentración hasta alcanzar la saturación, decantando y formando incrustaciones.

Dureza Total (DT):

Corresponde a la suma de la dureza temporal y permanente, esto es, todas las sales de calcio y magnesio que contiene el agua.


El pH:

Con el fin de determinar el grado de acidez o alcalinidad de las soluciones, se ideó la llamada escala del pH. Esta escala consta de 14 unidades.

Entre 0 y 3 unidades, están comprendidas las soluciones ácidas fuertes, es decir, las que poseen una concentración de iones H+ (hidrógeno) muy elevado. Entre 4 y 6 unidades, corresponde a las soluciones ácidas débiles.

El pH = 7, corresponde al punto neutro, es decir, la solución no es ácida ni alcalina, por existir en ella igual número de iones H+ y de iones oxidrilo OH- que son los que dan la alcalinidad.

Entre 8 y 9 unidades, la solución es débilmente alcalina, es decir, hay predominio de iones oxidrilo OH-. Entre 11 y 14 unidades, la solución es fuertemente alcalina.

La Conductividad:

Es una medida de la habilidad que tiene la solución para conducir la corriente eléctrica. Esta habilidad depende del número de sales disueltas (sodio, magnesio y calcio), de la temperatura y presión. Este parámetro mide el contenido total de sales en el agua. La unidad de medición es el micro Siemens / centímetro ( μ s / cm). Una alta conductividad puede favorecer las incrustaciones y la corrosión.

El pH:

Con el fin de determinar el grado de acidez o alcalinidad de las soluciones, se ideó la llamada escala del pH. Esta escala consta de 14 unidades.

Entre 0 y 3 unidades, están comprendidas las soluciones ácidas fuertes, es decir, las que poseen una concentración de iones H+ (hidrógeno) muy elevado. Entre 4 y 6 unidades, corresponde a las soluciones ácidas débiles.

El pH = 7, corresponde al punto neutro, es decir, la solución no es ácida ni alcalina, por existir en ella igual número de iones H+ y de iones oxidrilo OH- que son los que dan la alcalinidad.

Entre 8 y 9 unidades, la solución es débilmente alcalina, es decir, hay predominio de iones oxidrilo OH-. Entre 11 y 14 unidades, la solución es fuertemente alcalina.

La Conductividad:

Es una medida de la habilidad que tiene la solución para conducir la corriente eléctrica. Esta habilidad depende del número de sales disueltas (sodio, magnesio y calcio), de la temperatura y presión. Este parámetro mide el contenido total de sales en el agua. La unidad de medición es el micro Siemens / centímetro ( μ s / cm). Una alta conductividad puede favorecer las incrustaciones y la corrosión.


Concentración de Zinc Soluble (ZnS):

El Zn es un inhibidor de la corrosión, por lo que a mayor Zn soluble, mayor poder de protección.

Concentración de Zinc Total (ZnT):

Es la presencia de Zinc en el sistema. Esto incluye el Zinc inicial, es decir, el que reacciona químicamente, más el Zinc soluble en el Sistema. Variaciones de pH favorecen la precipitación Zinc y este valor de Zn Total permite determinar si el Sistema requiere o no Zinc adicional.

Turbiedad (TB):

La turbiedad es una característica física del agua producida por material suspendido de tipo orgánico e inorgánico, tal como arcilla, limo plancton, microorganismos o materia orgánica e inorgánica finamente dividida. La turbiedad puede definirse como la propiedad (óptica) que causa que la luz sea dispersada o absorbida en lugar de ser transmitida en línea recta a través del agua.

Concentración de Zinc Soluble (ZnS):

El Zn es un inhibidor de la corrosión, por lo que a mayor Zn soluble, mayor poder de protección.

Concentración de Zinc Total (ZnT):

Es la presencia de Zinc en el sistema. Esto incluye el Zinc inicial, es decir, el que reacciona químicamente, más el Zinc soluble en el Sistema. Variaciones de pH favorecen la precipitación Zinc y este valor de Zn Total permite determinar si el Sistema requiere o no Zinc adicional.

Turbiedad (TB):

La turbiedad es una característica física del agua producida por material suspendido de tipo orgánico e inorgánico, tal como arcilla, limo plancton, microorganismos o materia orgánica e inorgánica finamente dividida. La turbiedad puede definirse como la propiedad (óptica) que causa que la luz sea dispersada o absorbida en lugar de ser transmitida en línea recta a través del agua.


El Cloruro (Cl):

Los cloruros (Na, Mg y Ca), son una de las sales que están presentes en mayor cantidad en todas las fuentes de abastecimiento de agua. Un alto contenido de cloruros en el agua, puede causar corrosión.

La Sílice (SiO2):

La Sílice es el segundo elemento más abundante del planeta y se encuentra en la mayoría de las aguas. Puede estar en forma insoluble, soluble y coloidal. El análisis de la sílice en el agua de refrigeración, es de gran importancia y debe ser bajo, ya que la sílice forma depósitos duros en las tuberías y elementos de refrigeración.

Fierro Total (FeT):

La presencia de fierro en el agua, puede deberse a dos fenómenos,: presencia de fierro disuelto en el agua o bacterias de hierro. En ambos casos, si el agua es ácida, acusa corrosión en las tuberías y elementos de refrigeración. Si el agua está infectada por bacterias de hierro, debe ser tratada con microbiocidas, para ser limpiada. La cloración es efectiva, pero no es recomendable porque también es oxidante.

El Cloruro (Cl):

Los cloruros (Na, Mg y Ca), son una de las sales que están presentes en mayor cantidad en todas las fuentes de abastecimiento de agua. Un alto contenido de cloruros en el agua, puede causar corrosión.

La Sílice (SiO2):

La Sílice es el segundo elemento más abundante del planeta y se encuentra en la mayoría de las aguas. Puede estar en forma insoluble, soluble y coloidal. El análisis de la sílice en el agua de refrigeración, es de gran importancia y debe ser bajo, ya que la sílice forma depósitos duros en las tuberías y elementos de refrigeración.

Fierro Total (FeT):

La presencia de fierro en el agua, puede deberse a dos fenómenos,: presencia de fierro disuelto en el agua o bacterias de hierro. En ambos casos, si el agua es ácida, acusa corrosión en las tuberías y elementos de refrigeración. Si el agua está infectada por bacterias de hierro, debe ser tratada con microbiocidas, para ser limpiada. La cloración es efectiva, pero no es recomendable porque también es oxidante.


Nitritos o Nitratos:

La presencia de Nitritos o Nitratos en el agua, puede deberse a:

La presencia de reactivo químico adicionado como inhibidor de la corrosión, mientras mayor su concentración, más protección.

A la conversión bacteriana del amoníaco pasando de nitrito a nitrato por oxidación. El problema de la presencia de Nitrito (NO2) o Nitrato (NO3), es que es una sustancia fertilizante idónea para la formación de bacterias.

Alcalinidad (M):

Es la capacidad del agua para aceptar protones (H+), es por lo tanto la capacidad de neutralizar los ácidos. Se caracteriza por la presencia natural de iones de carbonato. Un alto valor de M, bajo ciertas condiciones, es una indicación potencial de formación de incrustaciones.

Nitritos o Nitratos:

La presencia de Nitritos o Nitratos en el agua, puede deberse a:

La presencia de reactivo químico adicionado como inhibidor de la corrosión, mientras mayor su concentración, más protección.

A la conversión bacteriana del amoníaco pasando de nitrito a nitrato por oxidación. El problema de la presencia de Nitrito (NO2) o Nitrato (NO3), es que es una sustancia fertilizante idónea para la formación de bacterias.

Alcalinidad (M):

Es la capacidad del agua para aceptar protones (H+), es por lo tanto la capacidad de neutralizar los ácidos. Se caracteriza por la presencia natural de iones de carbonato. Un alto valor de M, bajo ciertas condiciones, es una indicación potencial de formación de incrustaciones.


Tratamiento de las Aguas:

Encontrar la fórmula para lograr una operación económica del sistema de enfriamiento y el máximo de transferencia térmica, es un trabajo complejo. El éxito de un programa de tratamiento de enfriamiento requiere:

Combinar programas que contemplen técnicamente los aspectos químicos y mecánicos.

El personal de planta debe comprender la importancia del sistema de enfriamiento.

El monitoreo y control deben ser continuos, utilizando técnicas, equipos e instrumentos adecuados.

Los problemas de incrustación, corrosión, ensuciamiento y depósitos microbiológicos, afectan la transferencia de calor y finalmente a la calidad del proceso total. Encontrar las respuestas a cada uno de estos problemas, en un sistema de enfriamiento, puede ser una tarea difícil. Un buen programa de tratamiento de aguas debe resolver esta variedad de problemas y además ser compatible con las características particulares de la industria en particular.

Tratamiento de las Aguas:

Encontrar la fórmula para lograr una operación económica del sistema de enfriamiento y el máximo de transferencia térmica, es un trabajo complejo. El éxito de un programa de tratamiento de enfriamiento requiere:

Combinar programas que contemplen técnicamente los aspectos químicos y mecánicos.

El personal de planta debe comprender la importancia del sistema de enfriamiento.

El monitoreo y control deben ser continuos, utilizando técnicas, equipos e instrumentos adecuados.

Los problemas de incrustación, corrosión, ensuciamiento y depósitos microbiológicos, afectan la transferencia de calor y finalmente a la calidad del proceso total. Encontrar las respuestas a cada uno de estos problemas, en un sistema de enfriamiento, puede ser una tarea difícil. Un buen programa de tratamiento de aguas debe resolver esta variedad de problemas y además ser compatible con las características particulares de la industria en particular.


Sistema de Chaquetas:

Trabaja con agua desmineralizada, es decir, muy baja concentración de sales, libre de microorganismos y pH neutro. Es una agua de muy buena calidad. Para proteger este sistema, se adiciona esporádicamente el reactivo Nalco 7330, el cual es utilizado para controlar los microorganismos. Esta agua también se enturbia al contaminarse con material particulado en los cabezales de refrigeración.

Al agua de reposición del Sistema se efectúa según necesidad y a ésta se le agrega un reactivo inhibidor de corrosión, Nalco 8325.

Sistema Spray:

Trabaja con agua del Río Colana, la cual es un agua de mala calidad. Para resguardar los elementos de refrigeración, se adicionan los siguientes reactivos químicos:

Nalco 7330, para inhibir los microorganismos.

Nalco 23283, el cual es un inhibidor de incrustaciones.

Sure-Cool 1321, el cual es un inhibidor de la corrosión.

Sistema de Chaquetas:

Trabaja con agua desmineralizada, es decir, muy baja concentración de sales, libre de microorganismos y pH neutro. Es una agua de muy buena calidad. Para proteger este sistema, se adiciona esporádicamente el reactivo Nalco 7330, el cual es utilizado para controlar los microorganismos. Esta agua también se enturbia al contaminarse con material particulado en los cabezales de refrigeración.

Al agua de reposición del Sistema se efectúa según necesidad y a ésta se le agrega un reactivo inhibidor de corrosión, Nalco 8325.

Sistema Spray:

Trabaja con agua del Río Colana, la cual es un agua de mala calidad. Para resguardar los elementos de refrigeración, se adicionan los siguientes reactivos químicos:

Nalco 7330, para inhibir los microorganismos.

Nalco 23283, el cual es un inhibidor de incrustaciones.

Sure-Cool 1321, el cual es un inhibidor de la corrosión.


Sistema Torre de Enfriamiento:

Trabaja con agua del Río Colana. A este Sistema se le adiciona Soda Cáustica para controlar el pH, el cual debe estar en un rango de 7,5 a 8,3. Un pH bajo aumentaría la acidez y por lo tanto la corrosión y un pH alto puede favorecer la precipitación de algunas sales, la formación de incrustaciones o la corrosión cáustica.

Este Sistema recibe indirectamente todos los reactivos que se adicionan al Sistema Spray, debido a que el agua de reposición (Make – Up) proviene de tal Sistema. Además, para controlar los microorganismos, se adiciona el reactivo químico Nalco 7330.

La reposición de aguas a este Sistema desde el Río San Pedro, es perjudicial, ya que es un agua de muy mala calidad y desajusta las concentraciones de los reactivos, perdiéndose los efectos de control de éstos sobre la calidad de las aguas. Esta alternativa debe ser utilizada sólo en casos de emergencia y debería estimarse la cantidad utilizada, con la finalidad de ajustar la dosificación de reactivos.

Sistema Torre de Enfriamiento:

Trabaja con agua del Río Colana. A este Sistema se le adiciona Soda Cáustica para controlar el pH, el cual debe estar en un rango de 7,5 a 8,3. Un pH bajo aumentaría la acidez y por lo tanto la corrosión y un pH alto puede favorecer la precipitación de algunas sales, la formación de incrustaciones o la corrosión cáustica.

Este Sistema recibe indirectamente todos los reactivos que se adicionan al Sistema Spray, debido a que el agua de reposición (Make – Up) proviene de tal Sistema. Además, para controlar los microorganismos, se adiciona el reactivo químico Nalco 7330.

La reposición de aguas a este Sistema desde el Río San Pedro, es perjudicial, ya que es un agua de muy mala calidad y desajusta las concentraciones de los reactivos, perdiéndose los efectos de control de éstos sobre la calidad de las aguas. Esta alternativa debe ser utilizada sólo en casos de emergencia y debería estimarse la cantidad utilizada, con la finalidad de ajustar la dosificación de reactivos.



Todos sabemos que cuando calentamos un objeto, su temperatura aumenta. A menudo pensamos que calor y temperatura es lo mismo, sin embargo este no es el caso. El calor y la temperatura están relacionadas entre si, pero son conceptos diferentes.

La Energía como Calor:

La energía puede presentarse de muy diferentes formas y pude cambiar de una a otra. Muchos tipos de energía pueden convertirse en calor. La energía electromagnética (luz), la electrostática (o eléctrica), la mecánica, la química, la nuclear, el sonido y la térmica, pueden calentar una sustancia haciendo que se incremente la velocidad de sus moléculas. Si ponemos energía en un sistema, éste se calienta, si quitamos energía se enfría.


Todos sabemos que cuando calentamos un objeto, su temperatura aumenta. A menudo pensamos que calor y temperatura es lo mismo, sin embargo este no es el caso. El calor y la temperatura están relacionadas entre si, pero son conceptos diferentes.

La Energía como Calor:

La energía puede presentarse de muy diferentes formas y pude cambiar de una a otra. Muchos tipos de energía pueden convertirse en calor. La energía electromagnética (luz), la electrostática (o eléctrica), la mecánica, la química, la nuclear, el sonido y la térmica, pueden calentar una sustancia haciendo que se incremente la velocidad de sus moléculas. Si ponemos energía en un sistema, éste se calienta, si quitamos energía se enfría.


La energía mecánica se convierte en energía térmica cuando botamos una pelota al suelo. Cada vez que la pelota rebota en el suelo, parte de la energía de su movimiento (energía cinética) se convierte en calor, haciendo que la pelota cada vez rebote menos.

La energía mecánica se convierte en energía térmica cuando botamos una pelota al suelo. Cada vez que la pelota rebota en el suelo, parte de la energía de su movimiento (energía cinética) se convierte en calor, haciendo que la pelota cada vez rebote menos.


Se define el Calor como el tipo de energía que se transfiere de un cuerpo a otro como resultado de una diferencia de temperatura. Por ejemplo, en la figura el cuerpo A está a una temperatura de 200 ºC y el cuerpo B a una temperatura de 20 ºC. Si ponemos en contacto ambos cuerpos, se transfiere una cantidad Q de calor desde A a B (desde el de más alta temperatura el de menor temperatura), hasta que finalmente los cuerpos alcanzan un equilibrio térmico y quedan a la misma temperatura supuesta de 110 ºC. El cuerpo A ha cedido parte de su energía al cuerpo B y su temperatura ha bajado de 200 ºC a 110 ºC y el cuerpo B ha aumentado su temperatura desde 20 ºC a 110 ºC (asumiendo que no existen pérdidas térmicas de ningún tipo)

Se define el Calor como el tipo de energía que se transfiere de un cuerpo a otro como resultado de una diferencia de temperatura. Por ejemplo, en la figura el cuerpo A está a una temperatura de 200 ºC y el cuerpo B a una temperatura de 20 ºC. Si ponemos en contacto ambos cuerpos, se transfiere una cantidad Q de calor desde A a B (desde el de más alta temperatura el de menor temperatura), hasta que finalmente los cuerpos alcanzan un equilibrio térmico y quedan a la misma temperatura supuesta de 110 ºC. El cuerpo A ha cedido parte de su energía al cuerpo B y su temperatura ha bajado de 200 ºC a 110 ºC y el cuerpo B ha aumentado su temperatura desde 20 ºC a 110 ºC (asumiendo que no existen pérdidas térmicas de ningún tipo)

110°C

El calor es lo que hace que la temperatura aumente o disminuya. Si añadimos calor, la temperatura aumenta., si quitamos calor, la temperatura disminuye.


El Calor Sensible: Es la cantidad de calor que se requiere para llevar la sustancia desde una temperatura de referencia a la temperatura real. En

términos generales, el Calor Sensible de un material cualquiera, puede ser calculado como:

Donde:

m: Es la masa en kilos del cuerpo caliente

c: Es el calor específico del cuerpo, kcal / kg ºC

Delta T: Diferencia de temperatura entre el cuerpo y la de referencia.

La unidad de calor específico que más se usa es cal/g·ºC, sin embargo, debemos de ir acostumbrándonos a usar el Sistema Internacional de

Unidades de Medida y expresar el calor específico en J/kg·K El factor de conversión es 4.186.

El Calor Sensible: Es la cantidad de calor que se requiere para llevar la sustancia desde una temperatura de referencia a la temperatura real. En

términos generales, el Calor Sensible de un material cualquiera, puede ser calculado como:

Donde:

m: Es la masa en kilos del cuerpo caliente

c: Es el calor específico del cuerpo, kcal / kg ºC

Delta T: Diferencia de temperatura entre el cuerpo y la de referencia.

La unidad de calor específico que más se usa es cal/g·ºC, sin embargo, debemos de ir acostumbrándonos a usar el Sistema Internacional de

Unidades de Medida y expresar el calor específico en J/kg·K El factor de conversión es 4.186.

TcmQ


El Calor Latente: En la naturaleza existen tres estados usuales de la materia: sólido, líquido y gaseoso. Al aplicarle calor a una sustancia, ésta puede cambiar de un estado a otro. A estos procesos se les conoce como Cambios de Fase. Cuando se producen estos cambios de fases, la materia genera o absorbe calor, pero sin cambiar su temperatura. A este calor se le denomina de Calor Latente.

La cantidad de calor Q necesaria para producir el cambio de fase de una sustancia, es:

Donde:

m: Es la masa en kilos de la sustancia.

L: Es el calor latente asociado al cambio de fase (fusión, vaporización u otro)

El Calor Latente: En la naturaleza existen tres estados usuales de la materia: sólido, líquido y gaseoso. Al aplicarle calor a una sustancia, ésta puede cambiar de un estado a otro. A estos procesos se les conoce como Cambios de Fase. Cuando se producen estos cambios de fases, la materia genera o absorbe calor, pero sin cambiar su temperatura. A este calor se le denomina de Calor Latente.

La cantidad de calor Q necesaria para producir el cambio de fase de una sustancia, es:

Donde:

m: Es la masa en kilos de la sustancia.

L: Es el calor latente asociado al cambio de fase (fusión, vaporización u otro)

Q = m · L


El calor añadido al agua cuando está hirviendo, no hace subir su temperatura, sino que evapora el agua.


Unidades de Medidas del Calor:: Son las mismas que se ocupan para la energía, ya que el calor es una forma de energía. En la practica se mide en unidades llamadas julios, en el sistema británico se mide en Unidades Térmicas Británicas BTU o se puede medir también en calorías.

4,19 Julios son necesarios para subir la temperatura de un gramo de agua en un grado Celsius.

Un BTU es la cantidad de calor necesaria para subir la temperatura de una libra de agua en un grado Fahrenheit.

Una caloría es la cantidad de calor necesaria para subir la temperatura de un gramo de agua en un grado Celsius.

Conversión de Unidades de Calor:

Unidades de Medidas del Calor:: Son las mismas que se ocupan para la energía, ya que el calor es una forma de energía. En la practica se mide en unidades llamadas julios, en el sistema británico se mide en Unidades Térmicas Británicas BTU o se puede medir también en calorías.

4,19 Julios son necesarios para subir la temperatura de un gramo de agua en un grado Celsius.

Un BTU es la cantidad de calor necesaria para subir la temperatura de una libra de agua en un grado Fahrenheit.

Una caloría es la cantidad de calor necesaria para subir la temperatura de un gramo de agua en un grado Celsius.

Conversión de Unidades de Calor:


Distintas formas de Transferir el Calor:

La transferencia de calor, es el proceso por el cual se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción.

Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos.

Por ejemplo, el calor se transmite a través de la pared de una casa fundamentalmente por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un quemador de gas, se calienta en gran medida por convección y la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por radiación

Distintas formas de Transferir el Calor:

La transferencia de calor, es el proceso por el cual se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción.

Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos.

Por ejemplo, el calor se transmite a través de la pared de una casa fundamentalmente por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un quemador de gas, se calienta en gran medida por convección y la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por radiación


Conducción: En los sólidos, la única forma de transferencia de calor es la conducción. Cuando una placa metálica es calentada por un extremo, al cabo de cierto tiempo el calor alcanza al extremo mas frío. En este caso decimos que el calor ha sido transmitido por conducción. Este mecanismo se explica por un aumento de la agitación de las moléculas del extremo caliente, agitación que se va transmitiendo a las moléculas vecinas.

En la expresión anterior se tiene:

Q: Cantidad de calor que atraviesa la placa, en cal./seg.

K: Conductividad Térmica del material, (cal. cm/cm2.s.ºC)

A: Area de la placa, cm2

L: Espesor de la placa, cm

T1 y T2: Temperaturas de las caras, ºC

Conducción: En los sólidos, la única forma de transferencia de calor es la conducción. Cuando una placa metálica es calentada por un extremo, al cabo de cierto tiempo el calor alcanza al extremo mas frío. En este caso decimos que el calor ha sido transmitido por conducción. Este mecanismo se explica por un aumento de la agitación de las moléculas del extremo caliente, agitación que se va transmitiendo a las moléculas vecinas.

En la expresión anterior se tiene:

Q: Cantidad de calor que atraviesa la placa, en cal./seg.

K: Conductividad Térmica del material, (cal. cm/cm2.s.ºC)

A: Area de la placa, cm2

L: Espesor de la placa, cm

T1 y T2: Temperaturas de las caras, ºC

L

TTAKQ

)( 21 El calor transferido, es:


La constante K indica si un material es buen o mal conductor del calor. Los conductores de calor tienen valores altos de K, los malos conductores del calor o aislantes, tienen un valor bajo de K. En la tabla siguiente se muestra la Conductividad Térmica para algunos materiales comunes. Obsérvese la baja conductividad del aire, lo que lo hace un excelente aislante.

La constante K indica si un material es buen o mal conductor del calor. Los conductores de calor tienen valores altos de K, los malos conductores del calor o aislantes, tienen un valor bajo de K. En la tabla siguiente se muestra la Conductividad Térmica para algunos materiales comunes. Obsérvese la baja conductividad del aire, lo que lo hace un excelente aislante.

0.0001Fieltro

0.12Acero

0.0025Ladrillo refractario

0.00035Ladrillo aislante

0.083Plomo

0.020Mercurio

0.0002Madera

0.000057Aire

0.26Latón

0.49Aluminio

0.92Cobre

0.97Plata

Conductividad Térmica, (cal. cm/cm2.seg.ºC)

KMaterial

0,0001Fieltro

0,12Acero

0,0025Ladrillo refractario

0,00035Ladrillo aislante

0,083Plomo

0,020Mercurio

0,0002Madera

0,000057Aire

0,26Latón

0,49Aluminio

0,92Cobre

0,97Plata

Conductividad Térmica, (cal cm / cm 2 s ºC)

KMaterial


Convención: Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un gas, es casi seguro que se producirá un movimiento del fluido. Este movimiento transfiere calor de una parte del fluido a otra por un proceso llamado convección. El movimiento del fluido puede ser natural o forzado. Si se calienta un líquido o un gas, su densidad disminuye. Si el líquido o gas se encuentra en el campo gravitatorio, el fluido más caliente y menos denso, asciende, mientras que el fluido más frío y más denso, desciende. El calor transferido se expresa de la siguiente forma:

Convención: Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un gas, es casi seguro que se producirá un movimiento del fluido. Este movimiento transfiere calor de una parte del fluido a otra por un proceso llamado convección. El movimiento del fluido puede ser natural o forzado. Si se calienta un líquido o un gas, su densidad disminuye. Si el líquido o gas se encuentra en el campo gravitatorio, el fluido más caliente y menos denso, asciende, mientras que el fluido más frío y más denso, desciende. El calor transferido se expresa de la siguiente forma:

Donde:

Q: cantidad de calor por segundo que pierde una placa caliente por convección al aire, cal/s

h: Coeficiente de convección, cal/s.cm2.ºC

A: Area de la placa en cm2

T1: Temperatura de la placa en ºC

T2: Temperatura de la masa de fluido en ºC

)( 21 TTAhQ


El este caso mostrado en la figura, el brazo es calentado por una resistencia eléctrica la cual transmite el calor al agua y se forma una corriente ascendente y en el interior del recipiente una corriente descendente

El este caso mostrado en la figura, el brazo es calentado por una resistencia eléctrica la cual transmite el calor al agua y se forma una corriente ascendente y en el interior del recipiente una corriente descendente


Radiación: Esta energía se transmite en la forma de ondas electromagnéticas que se propagan a la velocidad de la luz en el vacío (a través del aire la velocidad de transmisión es un tanto menor). Cuando estas ondas inciden sobre la superficie de un cuerpo, son absorbidas por éste y su energía es transformada en calor.

Radiación: Esta energía se transmite en la forma de ondas electromagnéticas que se propagan a la velocidad de la luz en el vacío (a través del aire la velocidad de transmisión es un tanto menor). Cuando estas ondas inciden sobre la superficie de un cuerpo, son absorbidas por éste y su energía es transformada en calor.

4TeR

En la expresión anterior, se tiene::

R: Cantidad de energía radiante por unidad de superficie y tiempo, en W/m2.

e: Emisividad de la superficie, es una cantidad adimensional que varía entre 0 y 1.

: constante de Boltlzman = 5,6699 x10-8 W / m2 ºC4

T: Temperatura Kelvin


Bombas:

Una bomba es un sistema mecánico o electro-mecánico que puede formar parte de un sistema hidráulico o hídrico, el cual aprovecha la energía del movimiento realizando acciones de regulación y control para elevar o mover el agua.

Algunos tipos de bombas para su correcto funcionamiento, necesitan estar llenas de fluido, en caso que estén llenas de aire no funcionarían correctamente, es lo que se conoce como cebado de la bomba

Bombas:

Una bomba es un sistema mecánico o electro-mecánico que puede formar parte de un sistema hidráulico o hídrico, el cual aprovecha la energía del movimiento realizando acciones de regulación y control para elevar o mover el agua.

Algunos tipos de bombas para su correcto funcionamiento, necesitan estar llenas de fluido, en caso que estén llenas de aire no funcionarían correctamente, es lo que se conoce como cebado de la bomba


Punto de Funcionamiento de una Bomba:Punto de Funcionamiento de una Bomba:

Curva Caudal / Presión (H-Q):

Para poder determinar si la bomba sirve para un determinado sistema, se debe entender que cada bomba tiene una curva característica, el sistema en cambio es regulado por válvulas o cambio de presión. Esto se representa en la siguiente curva. Si se trata de una bomba de velocidad variable (rpm variable), entonces se tendrá un conjunto de curvas características de la bomba

Así mismo existen curvas que permiten saber la relación entre la potencia y el caudal, eficiencia y potencia.


Curva Caudal / Presión de rpm Fijas H-Q): Curva Caudal / Presión de rpm Fijas H-Q):


Operación en Serie y en Paralelo:

Operación en Paralelo:

Cuando las bombas operan en paralelo, se aumenta el caudal a un poco menos de la suma de los caudales individuales y se mantiene la presión

Operación en Serie:

Cuando las bombas operan en serie, se aumenta la presión a un poco menos de la suma de las presiones individuales y se mantiene el caudal.

Operación en Serie y en Paralelo:

Operación en Paralelo:

Cuando las bombas operan en paralelo, se aumenta el caudal a un poco menos de la suma de los caudales individuales y se mantiene la presión

Operación en Serie:

Cuando las bombas operan en serie, se aumenta la presión a un poco menos de la suma de las presiones individuales y se mantiene el caudal.


Torre de Enfriamiento:

La Torre de Enfriamiento es un equipo que forma parte del Sistema de Refrigeración y en este caso tiene como finalidad enfriar el agua del circuito primario del Sistema. Se entiende como circuito primario del Sistema de Refrigeración, aquel que se encarga de enfriar el agua caliente en los Intercambiadores de Calor (agua del circuito secundario). En ocasiones se emplea solamente un solo circuito que está conectado directamente con la Torre de Enfriamiento. La forma más simple y usual de clasificar las Torres de Enfriamiento, es según la forma en que se mueve el aire a través de éstas. Según este criterio, existen:

Torre de Enfriamiento:

La Torre de Enfriamiento es un equipo que forma parte del Sistema de Refrigeración y en este caso tiene como finalidad enfriar el agua del circuito primario del Sistema. Se entiende como circuito primario del Sistema de Refrigeración, aquel que se encarga de enfriar el agua caliente en los Intercambiadores de Calor (agua del circuito secundario). En ocasiones se emplea solamente un solo circuito que está conectado directamente con la Torre de Enfriamiento. La forma más simple y usual de clasificar las Torres de Enfriamiento, es según la forma en que se mueve el aire a través de éstas. Según este criterio, existen:

Torres de Circulación Natural • Torres Atmosféricas• Torres de Tiro Natural

Torres de Tiro Mecánico • Tiro Forzado• Tiro Inducido


Las Torres de Tipo Mecánico Inducido, se dividen en: Flujo a Contracorriente y Flujo Cruzado.

La Torre de Enfriamiento que se utiliza actualmente en el Sistema de Refrigeración del Horno Flash, es del tipo de Tiro Mecánico Inducido de Flujo Cruzado

Las Torres de Tipo Mecánico Inducido, se dividen en: Flujo a Contracorriente y Flujo Cruzado.

La Torre de Enfriamiento que se utiliza actualmente en el Sistema de Refrigeración del Horno Flash, es del tipo de Tiro Mecánico Inducido de Flujo Cruzado

Aire Caliente

Agua Fría


En las Torres de Enfriamiento se consigue disminuir la temperatura del agua caliente que proviene de un circuito de refrigeración, mediante la transferencia de calor y materia al aire que circula por el interior de la torre.

El agua entra en la torre por la parte superior y se distribuye uniformemente sobre el relleno utilizando pulverizadores. De esta forma, se consigue un contacto óptimo entre el agua y el aire atmosférico. A fin de mejorar el contacto aire - agua, se utiliza un entramado denominado “relleno”. El relleno sirve para aumentar el tiempo de residencia del agua y la superficie de intercambio entre el agua y el aire.

Una vez establecido el contacto entre el agua y el aire, tiene lugar el traspaso de calor del agua hacia el aire. Parte del agua se evapora y hay que reponerla con agua fresca (;Make Up). En términos generales, se puede decir que el aire se humidifica y calienta conforme asciende por la Torre y el agua se enfría mientras baja por la torre.

En las Torres de Enfriamiento se consigue disminuir la temperatura del agua caliente que proviene de un circuito de refrigeración, mediante la transferencia de calor y materia al aire que circula por el interior de la torre.

El agua entra en la torre por la parte superior y se distribuye uniformemente sobre el relleno utilizando pulverizadores. De esta forma, se consigue un contacto óptimo entre el agua y el aire atmosférico. A fin de mejorar el contacto aire - agua, se utiliza un entramado denominado “relleno”. El relleno sirve para aumentar el tiempo de residencia del agua y la superficie de intercambio entre el agua y el aire.

Una vez establecido el contacto entre el agua y el aire, tiene lugar el traspaso de calor del agua hacia el aire. Parte del agua se evapora y hay que reponerla con agua fresca (;Make Up). En términos generales, se puede decir que el aire se humidifica y calienta conforme asciende por la Torre y el agua se enfría mientras baja por la torre.


Intercambiadores de Calor:

El Intercambiador de Calor es un equipo en el que dos corrientes de fluido a distinta temperaturas fluyen sin mezclarse. Son utilizados con el objeto de enfriar una de las corrientes de fluido o calentar la otra o ambas cosas a la vez.

Los tipos de Intercambiadores de Calor, son los siguientes:

Intercambiadores de Calor:

El Intercambiador de Calor es un equipo en el que dos corrientes de fluido a distinta temperaturas fluyen sin mezclarse. Son utilizados con el objeto de enfriar una de las corrientes de fluido o calentar la otra o ambas cosas a la vez.

Los tipos de Intercambiadores de Calor, son los siguientes:

Intercambiadores de Tubos

• Serpentines Sumergidos• De Doble Tubo• De Coraza y Haz de Tubos• Enfriadores de Cascada

Intercambiadores de Superficie Plana • Recipientes Encamisados• De Placas

Intercambiadores Compactos


Los Intercambiadores de Calor que se utilizan en el Sistema de Refrigeración del Horno Flash, son del tipo de Placas..

Los tipos de Intercambiadores de Calor de Placas, son los siguientes:

Un Intercambiador de Placas consiste en una sucesión de láminas de metal armadas en un bastidor y conectadas de modo que entre la primera y la segunda placa circule un fluido, entre la segunda y la tercera placa otro y así sucesivamente.

Cada fluido está encerrado en el espacio comprendido entre dos placas sucesivas y se desplaza en forma de capa fina.

Los Intercambiadores de Calor que se utilizan en el Sistema de Refrigeración del Horno Flash, son del tipo de Placas..

Los tipos de Intercambiadores de Calor de Placas, son los siguientes:

Un Intercambiador de Placas consiste en una sucesión de láminas de metal armadas en un bastidor y conectadas de modo que entre la primera y la segunda placa circule un fluido, entre la segunda y la tercera placa otro y así sucesivamente.

Cada fluido está encerrado en el espacio comprendido entre dos placas sucesivas y se desplaza en forma de capa fina.

Intercambiadores de Placas

• De Placas• De Placas en Espiral• De Placas y Aletas• De Láminas• Placa - Serpentín


El tamaño y número de placas, está determinado por el flujo de ambas corrientes, propiedades físicas de los fluidos, caída de presión y temperaturas de trabajo.

Las placas de transferencia de calor, se fabrican de láminas delgadas de gran variedad de aleaciones y metales resistentes a la corrosión.

Funcionamiento del Intercambiador de Sellos de Gomas de las PlacasCalor de Placas

El tamaño y número de placas, está determinado por el flujo de ambas corrientes, propiedades físicas de los fluidos, caída de presión y temperaturas de trabajo.

Las placas de transferencia de calor, se fabrican de láminas delgadas de gran variedad de aleaciones y metales resistentes a la corrosión.

Funcionamiento del Intercambiador de Sellos de Gomas de las PlacasCalor de Placas


Los Intercambiadores de Calor del Tipo Placas, tienen las siguientes características

Coeficientes de transferencia de calor más elevados.

Equipos más compactos.

Menor tiempo de residencia del fluido.

Fácilmente desmontables

Fácil limpieza

Los Intercambiadores de Calor del Tipo Placas, tienen las siguientes características

Coeficientes de transferencia de calor más elevados.

Equipos más compactos.

Menor tiempo de residencia del fluido.

Fácilmente desmontables

Fácil limpieza


Partes de un Intercambiadores de Calor de Placas:Partes de un Intercambiadores de Calor de Placas:

1.Cabezal Fijo2.Columna de Soporte3.Barras de Soporte4.Cabezal Móvil5.Perno de Prensado6.Conexiones7.Placa Terminal8.Placas Térmicas9.Placa Terminal



Dilución:

El concepto de dilución, tiene relación con el flujo de aire que se infiltra en el sistema de manejo de gases, en relación al flujo de gases que se evacuan de un proceso determinado.

La dilución se expresa en porcentaje y la ecuación que se utiliza es la siguiente:


Dilución:

El concepto de dilución, tiene relación con el flujo de aire que se infiltra en el sistema de manejo de gases, en relación al flujo de gases que se evacuan de un proceso determinado.

La dilución se expresa en porcentaje y la ecuación que se utiliza es la siguiente:

Dilución =Flujo de Aire Infiltrado x 100

Flujo de Gases Evacuados del Proceso


La dilución en términos generales no es deseada, ya que incrementa el volumen de gases que debe ser transportado, aumentan las pérdida de carga del sistema, requiriéndose equipos de mayor capacidad (Ductos, Precipitadores, VTI, Limpieza Húmeda en Planta de Acido). También la dilución provoca zonas frías que pueden afectar la vida útil de los equipos cuando son muy localizadas (el gas se enfría por debajo del punto de rocío del ácido, situación que ocurre en los precipitadores electrostáticos).

El punto de rocio es aquella temperatura y presión en la cual la humedad del gas se condensa formando pequeñas gotas o neblina.

En algunos casos si la dilución es bien controlada, puede ser beneficioso para vel sistema, ya que ayuda a enfrías los gases de procesos (Ejemplo: CT y CPS).

La dilución depende de varios factores:

- Del flujo de gases del proceso que se debe evacuar

- Del tiraje o depresión utilizada en el sistema de manejo de gases

- Grado de hermeticidad del sistema

La dilución en términos generales no es deseada, ya que incrementa el volumen de gases que debe ser transportado, aumentan las pérdida de carga del sistema, requiriéndose equipos de mayor capacidad (Ductos, Precipitadores, VTI, Limpieza Húmeda en Planta de Acido). También la dilución provoca zonas frías que pueden afectar la vida útil de los equipos cuando son muy localizadas (el gas se enfría por debajo del punto de rocío del ácido, situación que ocurre en los precipitadores electrostáticos).

El punto de rocio es aquella temperatura y presión en la cual la humedad del gas se condensa formando pequeñas gotas o neblina.

En algunos casos si la dilución es bien controlada, puede ser beneficioso para vel sistema, ya que ayuda a enfrías los gases de procesos (Ejemplo: CT y CPS).

La dilución depende de varios factores:


- Del tiraje o depresión utilizada en el sistema de manejo de gases

- Grado de hermeticidad del sistema


Tiraje o Succión:

El tiraje o depresión, es la energía disponible que posee el sistema para evacuar o conducir los gases del proceso, hacia una planta, atmósfera o proceso determinado.

El tiraje que se requiere en un punto específico del sistema de manejo de gases, dependerá de la pérdida de carga o resistencia aguas arriba del circuito. A mayor volumen de gases del proceso a evacuar, mayor será el tiraje requerido para su manejo. Si el tiraje es demasiado alto, mayor será la dilución y menor la temperatura del gas al incorporarse aire frío al sistema y viceversa.

El tiraje puede ser controlado con la apertura de un Dumper o bien con las rpm de un Ventilador de Flujo Variable.

El tiraje necesario depende entonces de los siguientes factores:


- De las pérdidas de carga del sistema desde el punto de evacuación, hasta el VTI.

Tiraje o Succión:

El tiraje o depresión, es la energía disponible que posee el sistema para evacuar o conducir los gases del proceso, hacia una planta, atmósfera o proceso determinado.

El tiraje que se requiere en un punto específico del sistema de manejo de gases, dependerá de la pérdida de carga o resistencia aguas arriba del circuito. A mayor volumen de gases del proceso a evacuar, mayor será el tiraje requerido para su manejo. Si el tiraje es demasiado alto, mayor será la dilución y menor la temperatura del gas al incorporarse aire frío al sistema y viceversa.

El tiraje puede ser controlado con la apertura de un Dumper o bien con las rpm de un Ventilador de Flujo Variable.

El tiraje necesario depende entonces de los siguientes factores:


- De las pérdidas de carga del sistema desde el punto de evacuación, hasta el VTI.


Precipitadores Electroestáticos (ESP):

La mayoría de los Precipitadores tienen características de diseño similares. Sólo se observan diferencias en los aspectos físicos debido a que los fabricantes son distintos.

Puede considerarse que los ESP, consiste de tres partes principales:

La Fuente de Poder.

El Precipítador propiamente tal.

El Sistema de Eliminación del material recolectado.

Precipitadores Electroestáticos (ESP):

La mayoría de los Precipitadores tienen características de diseño similares. Sólo se observan diferencias en los aspectos físicos debido a que los fabricantes son distintos.

Puede considerarse que los ESP, consiste de tres partes principales:

La Fuente de Poder.

El Precipítador propiamente tal.

El Sistema de Eliminación del material recolectado.


ESQUEMA GENERAL PRECIPITADORES ELECTROSTÁTICOS (2) HORNO FLASHESQUEMA GENERAL PRECIPITADORES ELECTROSTÁTICOS (2) HORNO FLASH


Fuente de Poder

El ESP efectúa su trabajo por medio de fuerzas eléctricas, por lo tanto debe operar con un Transformador Rectificador de alto voltaje para cada área específica del ESP (T-R),. La capacidad de cada T-R, está definida por la superficie del ESP que será energizada y también por la ubicación de esa área dentro de la disposición física del ESP. Por ejemplo, es común encontrar T-R de mayor capacidad en los campos de salida que en los de entrada.

Los gabinetes, donde se ubican los instrumentos y los circuitos de control automático de voltaje, son parte de la Fuente de Poder. Los instrumentos del panel entregan la información del funcionamiento del ESP, al indicar como se relaciona el voltaje con la corriente. Algunos puntos claves:

- El lado de bajo voltaje (primario), refleja lo que sucede en el lado de alto voltaje (secundario). Esta relación puede usarse para la mayor parte del análisis operativo.

- La operación del ESP puede deducirse de la lectura del voltaje y corriente.

- Los valores de voltaje y corriente, siempre se pueden relacionar a la existencia de una falla eléctrica interna o chispa, o a una operación normal.

Fuente de Poder

El ESP efectúa su trabajo por medio de fuerzas eléctricas, por lo tanto debe operar con un Transformador Rectificador de alto voltaje para cada área específica del ESP (T-R),. La capacidad de cada T-R, está definida por la superficie del ESP que será energizada y también por la ubicación de esa área dentro de la disposición física del ESP. Por ejemplo, es común encontrar T-R de mayor capacidad en los campos de salida que en los de entrada.

Los gabinetes, donde se ubican los instrumentos y los circuitos de control automático de voltaje, son parte de la Fuente de Poder. Los instrumentos del panel entregan la información del funcionamiento del ESP, al indicar como se relaciona el voltaje con la corriente. Algunos puntos claves:

- El lado de bajo voltaje (primario), refleja lo que sucede en el lado de alto voltaje (secundario). Esta relación puede usarse para la mayor parte del análisis operativo.

- La operación del ESP puede deducirse de la lectura del voltaje y corriente.

- Los valores de voltaje y corriente, siempre se pueden relacionar a la existencia de una falla eléctrica interna o chispa, o a una operación normal.


El Precipítador:

La mayoría de los ESP poseen diseños similares de construcción. Son grandes estructuras en forma de cajón y contienen un número fijo de cámaras pequeñas o pasajes de gas ubicados uno al lado del otro. Estos pasajes están separados por placas metálicas colectoras, espaciadas entre si en un rango de 9” a 10” entre centros. Cada uno de estos pasajes maneja un porcentaje del flujo total del gas del proceso.

Las placas metálicas están a potencial cero y están conectadas a la estructura del ESP. La altura de estas placas puede variar entre 5,5 a 9,1 m, mientras que el largo en la dirección del flujo del gas, varía entre 0,9 a 2,7 m. El largo total del ESP, está compuesto por un grupos de estas placas, cuya cantidad y disposición dependen del comportamiento específico que se requiere en cada sistema.

En el centro de cada pasaje de gas, se ubica el otro electrodo y normalmente se trata de un alambre de hierro fundido. El número de alambres por área de placa varía, pero en general la mayoría de los diseños coloca dos alambres por cada 18”, de largo de placa. El número de alambres por conjunto T-R, se presenta en una gran variedad de formas para cada instalación. Estos alambres constituyen los componentes de alto voltaje y constituyen la fuente de electrones para ionizar las partículas de polvo.

El Precipítador:

La mayoría de los ESP poseen diseños similares de construcción. Son grandes estructuras en forma de cajón y contienen un número fijo de cámaras pequeñas o pasajes de gas ubicados uno al lado del otro. Estos pasajes están separados por placas metálicas colectoras, espaciadas entre si en un rango de 9” a 10” entre centros. Cada uno de estos pasajes maneja un porcentaje del flujo total del gas del proceso.

Las placas metálicas están a potencial cero y están conectadas a la estructura del ESP. La altura de estas placas puede variar entre 5,5 a 9,1 m, mientras que el largo en la dirección del flujo del gas, varía entre 0,9 a 2,7 m. El largo total del ESP, está compuesto por un grupos de estas placas, cuya cantidad y disposición dependen del comportamiento específico que se requiere en cada sistema.

En el centro de cada pasaje de gas, se ubica el otro electrodo y normalmente se trata de un alambre de hierro fundido. El número de alambres por área de placa varía, pero en general la mayoría de los diseños coloca dos alambres por cada 18”, de largo de placa. El número de alambres por conjunto T-R, se presenta en una gran variedad de formas para cada instalación. Estos alambres constituyen los componentes de alto voltaje y constituyen la fuente de electrones para ionizar las partículas de polvo.


Un número fijo de alambres se ubican en un marco de alto voltaje, el cual está aislado por medio de aisladores soportantes de cerámica, ubicados en el techo del ESP

Aisladores del Sistema de Ionización.

Un número fijo de alambres se ubican en un marco de alto voltaje, el cual está aislado por medio de aisladores soportantes de cerámica, ubicados en el techo del ESP

Aisladores del Sistema de Ionización.


Cada ESP, consiste en una serie de áreas energizadas en la dirección del flujo llamada Campos. Cada Campo es controlado por un conjunto de T-R y cada uno tiene una cierta eficiencia de recolección, dependiendo de su tamaño físico y los niveles de voltaje y corriente que se logren. Cada Campo puede considerarse como un ESP independiente, de modo que la disminución de material particulado de campo a campo, determinará la emisión final por la chimenea.

Campo 1 Campo 2 Campo 3 Campo 4

Cada ESP, consiste en una serie de áreas energizadas en la dirección del flujo llamada Campos. Cada Campo es controlado por un conjunto de T-R y cada uno tiene una cierta eficiencia de recolección, dependiendo de su tamaño físico y los niveles de voltaje y corriente que se logren. Cada Campo puede considerarse como un ESP independiente, de modo que la disminución de material particulado de campo a campo, determinará la emisión final por la chimenea.

Campo 1 Campo 2 Campo 3 Campo 4


En un ESP de tres Campos, se podría asumir que el primer Campo recolecta un 80% del material procedente del proceso, el segundo Campo otro 80% del material que sale del primer Campo y el tercer Campo también un 80% del material que sale del Campo medio. Entonces el Balance Global es el siguiente:

En un ESP de tres Campos, se podría asumir que el primer Campo recolecta un 80% del material procedente del proceso, el segundo Campo otro 80% del material que sale del primer Campo y el tercer Campo también un 80% del material que sale del Campo medio. Entonces el Balance Global es el siguiente:


La enorme estructura de los ESP, es necesaria para reducir la velocidad de las partículas a medida que se mueven a través de él. Velocidades entre 1,5 a 2,1 m/s, son comunes en la mayoría de los ESP. Esto significa que con un ESP de 9,1 m de largo, la mayoría de las partículas demorarían en recorrer todo el ESP en alrededor de 5 a 6 segundos, si no hubiera o no hubiese suficiente actividad eléctrica entre el alambre y la placa.

Normalmente la velocidad del gas en los ductos entre el proceso y el ESP, varía en un rango de 15,2 a 18,3 m/s. Por este motivo, la entrada de los ESP está diseñada como una zona de transición o expansión para reducir la velocidad del gas mediante.

Ducto

Expansión

La enorme estructura de los ESP, es necesaria para reducir la velocidad de las partículas a medida que se mueven a través de él. Velocidades entre 1,5 a 2,1 m/s, son comunes en la mayoría de los ESP. Esto significa que con un ESP de 9,1 m de largo, la mayoría de las partículas demorarían en recorrer todo el ESP en alrededor de 5 a 6 segundos, si no hubiera o no hubiese suficiente actividad eléctrica entre el alambre y la placa.

Normalmente la velocidad del gas en los ductos entre el proceso y el ESP, varía en un rango de 15,2 a 18,3 m/s. Por este motivo, la entrada de los ESP está diseñada como una zona de transición o expansión para reducir la velocidad del gas mediante.

Ducto

Expansión


Para distribuir uniformemente el gas dentro del ESP, se usan placas perforadas (Placa Ecualizadora) a la entrada (una a tres placas ) y a la salida (normalmente 1 placa). Se deben inspeccionar periódicamente las placas de entrada por si alguna de estas se ha obstruido con polvo o material particulado.

Placa de Distribución

Para distribuir uniformemente el gas dentro del ESP, se usan placas perforadas (Placa Ecualizadora) a la entrada (una a tres placas ) y a la salida (normalmente 1 placa). Se deben inspeccionar periódicamente las placas de entrada por si alguna de estas se ha obstruido con polvo o material particulado.

Placa de Distribución


El Sistema de Eliminación del Material Recolectado:

Luego que las partículas se acumulan sobre los componentes internos del ESP, el éxito de la eliminación dependerá si este sistema es efectivo para que este material sea conducido a su destino final. El sistema de eliminación se compone básicamente de tres partes: Martillos, Tolvas y Sistema de Evacuación del Polvo

Con los Martillos el objetivo es proporcionar un impacto o sacudida en forma cíclica, a las placas colectoras, los marcos de alto voltaje, placa ecualizadora y tolvas, para soltar el material depositado en estas zonas. La mayoría de estos dispositivos, poseen un sistema de levante, el cual determina la cantidad de energía que se transfiere al área a golpear.

Es muy importante ajustar la intensidad y frecuencia del golpe con las características de adhesividad del material. Las características de adhesividad del material son muy variables, de modo que el ajuste de los martillos se determina en forma empírica. Es importante entonces, mantener todos los golpeadores en funcionamiento e inspeccionarlos diariamente.

El Sistema de Eliminación del Material Recolectado:

Luego que las partículas se acumulan sobre los componentes internos del ESP, el éxito de la eliminación dependerá si este sistema es efectivo para que este material sea conducido a su destino final. El sistema de eliminación se compone básicamente de tres partes: Martillos, Tolvas y Sistema de Evacuación del Polvo

Con los Martillos el objetivo es proporcionar un impacto o sacudida en forma cíclica, a las placas colectoras, los marcos de alto voltaje, placa ecualizadora y tolvas, para soltar el material depositado en estas zonas. La mayoría de estos dispositivos, poseen un sistema de levante, el cual determina la cantidad de energía que se transfiere al área a golpear.

Es muy importante ajustar la intensidad y frecuencia del golpe con las características de adhesividad del material. Las características de adhesividad del material son muy variables, de modo que el ajuste de los martillos se determina en forma empírica. Es importante entonces, mantener todos los golpeadores en funcionamiento e inspeccionarlos diariamente.


Martillos Golpeadores de MarcosMartillos Golpeadores de Marcos


Las Tolvas reciben el material que se desprende por acción de los golpes de los martillos, la mayor parte proviene de los depósitos de las placas colectoras. La cantidad y disposición de las tolvas dependerá del tamaño del ESP.

Las tolvas piramidales invertidas, generalmente tienen una zona crítica para una evacuación exitosa. La apertura inferior de la tolva, tiende a promover el empaquetamiento del material si se permite su acumulación excesiva. El enfriamiento de la tolva también contribuye a que el material fluya con menos facilidad.

El conocimiento de estas condiciones adversas contribuye a minimizar los problemas potenciales.

(a) Conviene vaciar las tolvas de acuerdo a ciclos frecuentes o continuos para minimizar la posibilidad de problemas de acumulación,

(b) También hay que asegurarse de la operación eficiente y permanente de los sistemas de calefacción y el buen estado de la aislacíón de la zona inferior de las tolvas,

Las Tolvas reciben el material que se desprende por acción de los golpes de los martillos, la mayor parte proviene de los depósitos de las placas colectoras. La cantidad y disposición de las tolvas dependerá del tamaño del ESP.

Las tolvas piramidales invertidas, generalmente tienen una zona crítica para una evacuación exitosa. La apertura inferior de la tolva, tiende a promover el empaquetamiento del material si se permite su acumulación excesiva. El enfriamiento de la tolva también contribuye a que el material fluya con menos facilidad.

El conocimiento de estas condiciones adversas contribuye a minimizar los problemas potenciales.

(a) Conviene vaciar las tolvas de acuerdo a ciclos frecuentes o continuos para minimizar la posibilidad de problemas de acumulación,

(b) También hay que asegurarse de la operación eficiente y permanente de los sistemas de calefacción y el buen estado de la aislacíón de la zona inferior de las tolvas,


(c) Hay que poner mucha atención a las tolvas durante la puesta en marcha del proceso,

(d) Es recomendable que después de paradas prolongadas, se inspeccionen las tolvas y se despejen las acumulaciones antes de poner en marcha el proceso,

(e) Por último, hay que asegurarse que los calefactores y el ciclo de vaciado, estén en marcha y funcionen correctamente, con bastante anticipación a la puesta en marcha del proceso.

La última fase de la eliminación del material del ESP, se refiere al Sistema de Evacuación que se extiende desde la brida de salida del ESP, hasta el lugar de ubicación final del material (incluye Válvulas Rotatorias, Rastras, Contenedores)

(c) Hay que poner mucha atención a las tolvas durante la puesta en marcha del proceso,

(d) Es recomendable que después de paradas prolongadas, se inspeccionen las tolvas y se despejen las acumulaciones antes de poner en marcha el proceso,

(e) Por último, hay que asegurarse que los calefactores y el ciclo de vaciado, estén en marcha y funcionen correctamente, con bastante anticipación a la puesta en marcha del proceso.

La última fase de la eliminación del material del ESP, se refiere al Sistema de Evacuación que se extiende desde la brida de salida del ESP, hasta el lugar de ubicación final del material (incluye Válvulas Rotatorias, Rastras, Contenedores)


Teoría del Funcionamiento de los Precipitadores Electrostáticos:

En la práctica puede considerarse cada paso de gas, como también cada campo, como una zona de recolección separada. La forma en que cada una de estas partes individuales interactúa dentro de un conjunto dado, determinará el éxito global del ESP.

El ESP opera al aplicarse fuerzas eléctricas apropiadas en el espacio entre el electrodo de ionización (alambre) y el electrodo de precipitación (placa)

Las fuerzas eléctricas, comprenden un nivel de voltaje que está basado en la distancia del paso de gas y las características de las partículas. El flujo de corriente eléctrica a través de este espacio, dependerá de la resistencia que encuentre antes de llegar a la superficie de recolección o placa colectora. El flujo de electrones a través del paso de gas, se conoce como la Corriente Corona.

El objeto principal de esta Corriente Corona, es el de proporcionar una carga negativa a las partículas que van en el flujo de gas, con la finalidad de que estas partículas migren hacia el lado positivo del circuito, representado por la placa colectora. La fuerza principal que impulsa a estas partículas cargadas, es el nivel de voltaje existente entre el alambre y la placa.

Teoría del Funcionamiento de los Precipitadores Electrostáticos:

En la práctica puede considerarse cada paso de gas, como también cada campo, como una zona de recolección separada. La forma en que cada una de estas partes individuales interactúa dentro de un conjunto dado, determinará el éxito global del ESP.

El ESP opera al aplicarse fuerzas eléctricas apropiadas en el espacio entre el electrodo de ionización (alambre) y el electrodo de precipitación (placa)

Las fuerzas eléctricas, comprenden un nivel de voltaje que está basado en la distancia del paso de gas y las características de las partículas. El flujo de corriente eléctrica a través de este espacio, dependerá de la resistencia que encuentre antes de llegar a la superficie de recolección o placa colectora. El flujo de electrones a través del paso de gas, se conoce como la Corriente Corona.

El objeto principal de esta Corriente Corona, es el de proporcionar una carga negativa a las partículas que van en el flujo de gas, con la finalidad de que estas partículas migren hacia el lado positivo del circuito, representado por la placa colectora. La fuerza principal que impulsa a estas partículas cargadas, es el nivel de voltaje existente entre el alambre y la placa.


Ionización de las Partículas Ionización de las Partículas


El punto clave a considerar, es que normalmente existe suficiente flujo de corriente en el ESP para proporcionar la carga fundamental, pero si se logra o no la eficiencia de recolección esperada, depende de los campos de alto voltaje. Sí existen o no los campos de voltaje apropiados, depende del mantenimiento, como de la operación de los Campos.

Cualquier defecto interno o falta de algún componente del sistema del ESP, puede afectar el nivel de voltaje. Cualquier electrodo defectuoso o mal alineado, dentro de una sección o campo, afectará el nivel de voltaje.

Una acumulación excesiva de material en los componentes del ESP, también afectará el nivel de voltaje. La confiabilidad y el modo de operación de los martillos, juega un papel fundamental para el logro del objetivo que es el de extraer el polvo del gas.

El punto clave a considerar, es que normalmente existe suficiente flujo de corriente en el ESP para proporcionar la carga fundamental, pero si se logra o no la eficiencia de recolección esperada, depende de los campos de alto voltaje. Sí existen o no los campos de voltaje apropiados, depende del mantenimiento, como de la operación de los Campos.

Cualquier defecto interno o falta de algún componente del sistema del ESP, puede afectar el nivel de voltaje. Cualquier electrodo defectuoso o mal alineado, dentro de una sección o campo, afectará el nivel de voltaje.

Una acumulación excesiva de material en los componentes del ESP, también afectará el nivel de voltaje. La confiabilidad y el modo de operación de los martillos, juega un papel fundamental para el logro del objetivo que es el de extraer el polvo del gas.


Factores que afectan la Precipitación:

Uno de los conceptos básicos de la Precipitación, es que cada Campo absorberá solamente la cantidad de energía que permitan el gas, polvo y la integridad de la estructura interna. Por lo tanto, los requerimientos de voltaje-corriente de un Campo del ESP, pueden ser drásticamente distintos de los valores de placa de la fuente de poder.

Un aspecto interesante del transformador de alto voltaje usado en el ESP, es que tanto el voltaje como la corriente varían en forma independiente según la carga. En otras palabras, el voltaje puede variar hacia arriba o hacia abajo para cualquier corriente dada, basado en los cambios de la resistividad.

Altos niveles de voltaje y energía de corona útil en el ESP, a igualdad de las otras condiciones, son sinónimos de eficiencias de recolección altas. Es importante recordar que pequeños cambios de voltaje pueden producir mejoras substanciales en la eficiencia de recolección. Esto es especialmente cierto a los niveles más bajos de energía. Es muy importante entonces, tener un conocimiento de los factores que afectan las características eléctricas del ESP.

Factores que afectan la Precipitación:

Uno de los conceptos básicos de la Precipitación, es que cada Campo absorberá solamente la cantidad de energía que permitan el gas, polvo y la integridad de la estructura interna. Por lo tanto, los requerimientos de voltaje-corriente de un Campo del ESP, pueden ser drásticamente distintos de los valores de placa de la fuente de poder.

Un aspecto interesante del transformador de alto voltaje usado en el ESP, es que tanto el voltaje como la corriente varían en forma independiente según la carga. En otras palabras, el voltaje puede variar hacia arriba o hacia abajo para cualquier corriente dada, basado en los cambios de la resistividad.

Altos niveles de voltaje y energía de corona útil en el ESP, a igualdad de las otras condiciones, son sinónimos de eficiencias de recolección altas. Es importante recordar que pequeños cambios de voltaje pueden producir mejoras substanciales en la eficiencia de recolección. Esto es especialmente cierto a los niveles más bajos de energía. Es muy importante entonces, tener un conocimiento de los factores que afectan las características eléctricas del ESP.


Existen siete (7) factores básicos que afectan directamente las características operacionales de un ESP:

- Diseño de la Fuente de Poder.

- Diseño Físico del ESP.

- Diseño del Sistema de Electrodos.

- Características del Flujo de Gas.

- Efecto de los Cambios en el Proceso.

- Características del Material (Polvos).

- Factores de Mantención.

Existen siete (7) factores básicos que afectan directamente las características operacionales de un ESP:

- Diseño de la Fuente de Poder.

- Diseño Físico del ESP.

- Diseño del Sistema de Electrodos.

- Características del Flujo de Gas.

- Efecto de los Cambios en el Proceso.

- Características del Material (Polvos).

- Factores de Mantención.


Asumiendo que el ESP este correctamente diseñado, a continuación se verán las condiciones operacionales que afectan el funcionamiento de este equipo:

- Cambios en la temperatura del gas (efecto sobre densidad del gas y resistividad).

- Cambios en la presión del gas (efecto sobre densidad del gas).

- Cambios en el flujo de gas (efecto sobre la distribución del gas y tiempo de tratamiento).

- Cambios en la composición del gas (efecto sobre densidad del gas y resistividad).

- Cambios de las características químicas y eléctrica del particulado (efecto sobre la resistividad).

- Cambios en la concentración del particulado o carga (efecto sobre la eficiencia de precipitación por acumulación excesiva de material en las placas)

- Cambios en la granulometría del particulado (efecto sobre la migración de las partículas hacia las placas colectoras)

Algunos cambios en el proceso causarán grandes variaciones en las lecturas de voltaje y corriente, mientras que otros tendrán efectos más sutiles. Los más importantes se presentan a continuación.

Asumiendo que el ESP este correctamente diseñado, a continuación se verán las condiciones operacionales que afectan el funcionamiento de este equipo:

- Cambios en la temperatura del gas (efecto sobre densidad del gas y resistividad).

- Cambios en la presión del gas (efecto sobre densidad del gas).

- Cambios en el flujo de gas (efecto sobre la distribución del gas y tiempo de tratamiento).

- Cambios en la composición del gas (efecto sobre densidad del gas y resistividad).

- Cambios de las características químicas y eléctrica del particulado (efecto sobre la resistividad).

- Cambios en la concentración del particulado o carga (efecto sobre la eficiencia de precipitación por acumulación excesiva de material en las placas)

- Cambios en la granulometría del particulado (efecto sobre la migración de las partículas hacia las placas colectoras)

Algunos cambios en el proceso causarán grandes variaciones en las lecturas de voltaje y corriente, mientras que otros tendrán efectos más sutiles. Los más importantes se presentan a continuación.


Flujo del Gas:

En la práctica es menos crítico que otros factores. Este comentario es especialmente válido para diseños de gran tamaño. Aun diseños con velocidades de 1,8 m/s o mas, frecuentemente la calidad del gas, en lo que afecta las características eléctricas del ESP, es lo que tiene mayor importancia. Un mayor flujo de gas, puede o no reducir la eficiencia de recolección del ESP. Esto depende en gran medida de las características de las partículas. Indudablemente, las partículas grandes y porosas, tales como gránulos de combustible que se encuentran en las cenizas, serán sensibles a la precipitación a mayores velocidades

Distribución del Gas

Los problemas de distribución del gas son de cuidado. La tendencia hacia construir ESP de mayor tamaño, ha contribuido a mayores dificultades en lograr que la distribución del gas desde la entrada hacia las zonas de precipitación, sea uniforme y pareja. Si bien una distribución óptima del gas no es tan crítica en las unidades más grandes cuando todos los campos están en operación, se puede perder eficiencia muy rápidamente si algunos de éstos quedan fuera de servicio.

Flujo del Gas:

En la práctica es menos crítico que otros factores. Este comentario es especialmente válido para diseños de gran tamaño. Aun diseños con velocidades de 1,8 m/s o mas, frecuentemente la calidad del gas, en lo que afecta las características eléctricas del ESP, es lo que tiene mayor importancia. Un mayor flujo de gas, puede o no reducir la eficiencia de recolección del ESP. Esto depende en gran medida de las características de las partículas. Indudablemente, las partículas grandes y porosas, tales como gránulos de combustible que se encuentran en las cenizas, serán sensibles a la precipitación a mayores velocidades

Distribución del Gas

Los problemas de distribución del gas son de cuidado. La tendencia hacia construir ESP de mayor tamaño, ha contribuido a mayores dificultades en lograr que la distribución del gas desde la entrada hacia las zonas de precipitación, sea uniforme y pareja. Si bien una distribución óptima del gas no es tan crítica en las unidades más grandes cuando todos los campos están en operación, se puede perder eficiencia muy rápidamente si algunos de éstos quedan fuera de servicio.


Temperatura del Gas

La temperatura del gas en el ESP presenta muchas áreas de interés, especialmente su efecto sobre la viscosidad del gas. Pero el mayor efecto de la temperatura está en la modificación de las características eléctricas y reacciones de las partículas a medida que se depositan sobre las superficies. Debe considerarse también el efecto de variaciones de la temperatura del gas sobre la corrosión del metal.

El material particulado que se maneja en un ESP, puede tener una amplia variación de características eléctricas dentro del rango de temperatura de operación. Mucho de esto tiene que ver con efectos de condensación y de conductividad superficial de las partículas. El efecto real de una temperatura dada, dependerá de la humedad y composición química de las partículas. De mayor interés será determinar si el ESP, está operando dentro de zonas criticas de temperatura, para un material particulado dado.

Temperatura del Gas

La temperatura del gas en el ESP presenta muchas áreas de interés, especialmente su efecto sobre la viscosidad del gas. Pero el mayor efecto de la temperatura está en la modificación de las características eléctricas y reacciones de las partículas a medida que se depositan sobre las superficies. Debe considerarse también el efecto de variaciones de la temperatura del gas sobre la corrosión del metal.

El material particulado que se maneja en un ESP, puede tener una amplia variación de características eléctricas dentro del rango de temperatura de operación. Mucho de esto tiene que ver con efectos de condensación y de conductividad superficial de las partículas. El efecto real de una temperatura dada, dependerá de la humedad y composición química de las partículas. De mayor interés será determinar si el ESP, está operando dentro de zonas criticas de temperatura, para un material particulado dado.


Detección de Problemas por medio de Mediciones en el Panel

Síntoma: Lenta subida de la corriente y caída simultánea del voltaje en un período largo de tiempo, de horas a días. No hay chispas.

Posible Causa: Si esto se observa en uno solo campo, es posible que se deba a una fuga eléctrica en un aislador. Hay que verificar el sistema de tolvas inmediatamente, después de detectar el síntoma. Si las características eléctricas se estabilizan luego de unas pocas horas, puede que se deba a una acumulación en la superficie del colector en la zona de baja resistividad.

Síntoma: Disminución gradual del voltaje en períodos largos, pero con control de misma velocidad de generación de chispas. La variación del voltaje en relación a la corriente, es menor que lo observado anteriormente.

Posible Causa: La erosión localizada del metal del alambre-electrodo de descarga, es una buena posibilidad.

Detección de Problemas por medio de Mediciones en el Panel

Síntoma: Lenta subida de la corriente y caída simultánea del voltaje en un período largo de tiempo, de horas a días. No hay chispas.

Posible Causa: Si esto se observa en uno solo campo, es posible que se deba a una fuga eléctrica en un aislador. Hay que verificar el sistema de tolvas inmediatamente, después de detectar el síntoma. Si las características eléctricas se estabilizan luego de unas pocas horas, puede que se deba a una acumulación en la superficie del colector en la zona de baja resistividad.

Síntoma: Disminución gradual del voltaje en períodos largos, pero con control de misma velocidad de generación de chispas. La variación del voltaje en relación a la corriente, es menor que lo observado anteriormente.

Posible Causa: La erosión localizada del metal del alambre-electrodo de descarga, es una buena posibilidad.


Síntoma: Agujas pulsantes en los medidores de panel en períodos de un (1) segundo causado por chispas. Se verán bajas de voltaje de 30 a 60 volts.

Posible Causa: El alambre-electrodo de descarga está suelto, permitiendo su oscilación.

Síntoma: Agujas pulsantes en los medidores de panel en períodos de alrededor de cuatro (4) segundos. Se verán movimientos de aguja severos, con bajas del voltaje primario de 150 a 250 volts en el sistema de 480 volts.

Posible Causa: Oscilación del marco de alto voltaje, con la parte inferior del marco acercándose mucho a la placa colectora.

Síntoma: Medición de cero voltaje y corrientes altas, limitadas por el control, luego que el ESP ha estado en operación estable. .

Posible Causa: Indica presencia de arcos, generalmente asociados con conexiones a tierra. En casi todos estos casos, la dificultad se deberá a un contacto metal con metal de la superficie colectora con un alambre-electrodo de descarga.

Síntoma: Agujas pulsantes en los medidores de panel en períodos de un (1) segundo causado por chispas. Se verán bajas de voltaje de 30 a 60 volts.

Posible Causa: El alambre-electrodo de descarga está suelto, permitiendo su oscilación.

Síntoma: Agujas pulsantes en los medidores de panel en períodos de alrededor de cuatro (4) segundos. Se verán movimientos de aguja severos, con bajas del voltaje primario de 150 a 250 volts en el sistema de 480 volts.

Posible Causa: Oscilación del marco de alto voltaje, con la parte inferior del marco acercándose mucho a la placa colectora.

Síntoma: Medición de cero voltaje y corrientes altas, limitadas por el control, luego que el ESP ha estado en operación estable. .

Posible Causa: Indica presencia de arcos, generalmente asociados con conexiones a tierra. En casi todos estos casos, la dificultad se deberá a un contacto metal con metal de la superficie colectora con un alambre-electrodo de descarga.


Síntoma: Descargas bruscas de chispas, con duración de 5 a 15 segundos, en ciclos de 3 a 30 minutos.

Posible Causa: Acumulación de polvo en repisas o en las tolvas, que reduce las tolerancias hasta que se produce una periódica descarga eléctrica a tierra, la que desaloja el material. En algunos casos esta condición puede ser causada por la operación de los golpeadores.

Síntoma: Aumento uniforme de voltaje y declinación de la corriente a lo largo de un periodo de tiempo relativamente prolongado.

Posible Causa: La primera sospecha recae sobre la acumulación de material sobre los alambres-electrodos.

Síntoma: Voltaje máximo sin corriente.

Posible Causa: Un circuito abierto en el sistema secundario de alto voltaje.

Síntoma: Descargas bruscas de chispas, con duración de 5 a 15 segundos, en ciclos de 3 a 30 minutos.

Posible Causa: Acumulación de polvo en repisas o en las tolvas, que reduce las tolerancias hasta que se produce una periódica descarga eléctrica a tierra, la que desaloja el material. En algunos casos esta condición puede ser causada por la operación de los golpeadores.

Síntoma: Aumento uniforme de voltaje y declinación de la corriente a lo largo de un periodo de tiempo relativamente prolongado.

Posible Causa: La primera sospecha recae sobre la acumulación de material sobre los alambres-electrodos.

Síntoma: Voltaje máximo sin corriente.

Posible Causa: Un circuito abierto en el sistema secundario de alto voltaje.


Síntoma: Características de bajo voltaje y baja corriente sin chispas.

Posible Causa: En la mayoría de los casos esta condición se debe a problemas en el circuito de control.

Síntoma: Indicación en los medidores de voltaje relativamente bajo, corriente primaria alta y comente secundaria baja, sin chispas.

Posible Causa: Debe considerarse la posibilidad de tener sólo una fase, dificultades en el devanado secundario o rectificador del conjunto T-R.

Síntoma: No hay indicación de voltaje ni comente.

Posible Causa: En casi todos los casos el problema sería de dificultades en el circuito de control, incluyendo fusibles e interruptores.

Síntoma: Características de bajo voltaje y baja corriente sin chispas.

Posible Causa: En la mayoría de los casos esta condición se debe a problemas en el circuito de control.

Síntoma: Indicación en los medidores de voltaje relativamente bajo, corriente primaria alta y comente secundaria baja, sin chispas.

Posible Causa: Debe considerarse la posibilidad de tener sólo una fase, dificultades en el devanado secundario o rectificador del conjunto T-R.

Síntoma: No hay indicación de voltaje ni comente.

Posible Causa: En casi todos los casos el problema sería de dificultades en el circuito de control, incluyendo fusibles e interruptores.


Ventilador de Tiro Inducido:.

Un Ventilador esencialmente es una bomba para gas en vez de líquido. Por lo tanto, un Ventilador es una máquina hidráulica impulsora para gases.

Los líquidos son poco compresibles y los gases son muy comprensibles. Si el gas se considera incompresible a su paso por la máquina, la teoría y funcionamiento del Ventilador será idéntica a la de una bomba de líquido. Esto sucede cuando el incremento de presiones; Δp = presión a la salida - presión a la entrada en la máquina, es pequeña.

Si el gas puede considerarse incompresible, la máquina se llama ventilador y si el gas ha de considerarse compresible, la máquina se llama compresor.

Convencionalmente se puede establecer:

Δp < 30 mbar (< 0,44 psi), Ventilador; Δp > 30 mbar ( > 0,44 psi), Compresor

Ventilador de Alta presión: 0,26 < Δp < 0,44 psi; de Media presión: 0,13 < Δp < 0,44 psi y de Baja presión: Δp < 0,13 psi.

Ventilador de Tiro Inducido:.

Un Ventilador esencialmente es una bomba para gas en vez de líquido. Por lo tanto, un Ventilador es una máquina hidráulica impulsora para gases.

Los líquidos son poco compresibles y los gases son muy comprensibles. Si el gas se considera incompresible a su paso por la máquina, la teoría y funcionamiento del Ventilador será idéntica a la de una bomba de líquido. Esto sucede cuando el incremento de presiones; Δp = presión a la salida - presión a la entrada en la máquina, es pequeña.

Si el gas puede considerarse incompresible, la máquina se llama ventilador y si el gas ha de considerarse compresible, la máquina se llama compresor.

Convencionalmente se puede establecer:

Δp < 30 mbar (< 0,44 psi), Ventilador; Δp > 30 mbar ( > 0,44 psi), Compresor

Ventilador de Alta presión: 0,26 < Δp < 0,44 psi; de Media presión: 0,13 < Δp < 0,44 psi y de Baja presión: Δp < 0,13 psi.


Resumiendo, un Ventilador es la máquina que absorbe energía mecánica y restituye energía a un gas, comunicándole un incremento de presión tal que la influencia de la compresibilidad puede despreciarse.

Compresor es una máquina análoga a la anterior, pero que comunica al gas un incremento de presión tal que la influencia de la compresibilidad no puede despreciarse. En resumen :

- Para los cálculos de diseño y funcionamiento del ventilador, el gas se supone incompresible.

- Para los cálculos de diseño y funcionamiento del compresor, el gas se supone compresible.

- El ventilador es una máquina hidráulica.

- El compresor es una máquina hidráulica y térmica.

- El ventilador nunca se refrigera porque al ser la compresión pequeña, el gas no se calienta.

- El compresor generalmente debe ser refrigerado.

Resumiendo, un Ventilador es la máquina que absorbe energía mecánica y restituye energía a un gas, comunicándole un incremento de presión tal que la influencia de la compresibilidad puede despreciarse.

Compresor es una máquina análoga a la anterior, pero que comunica al gas un incremento de presión tal que la influencia de la compresibilidad no puede despreciarse. En resumen :

- Para los cálculos de diseño y funcionamiento del ventilador, el gas se supone incompresible.

- Para los cálculos de diseño y funcionamiento del compresor, el gas se supone compresible.

- El ventilador es una máquina hidráulica.

- El compresor es una máquina hidráulica y térmica.

- El ventilador nunca se refrigera porque al ser la compresión pequeña, el gas no se calienta.

- El compresor generalmente debe ser refrigerado.


Un ventilador consta en esencia de un motor de accionamiento generalmente eléctrico, con los dispositivos de control propios de los mismos: Arranque, regulación de velocidad, conmutación de polaridad, etc. y un propulsor giratorio en contacto con el aire, al que le transmite energía. Este propulsor es un rodete con álabes en el caso del tipo centrífugo, o una hélice con paletas en número diverso, en el caso de los axiales.

En los centrífugos el propulsor va envuelto por una caja con paredes de cierre en forma de espiral y en los axiales, se utiliza un marco plano o una envoltura tubular. La envolvente tubular puede llevar una reja radial de álabes fijos a la entrada de la hélice, llamada directriz, que guía el aire para aumentar la presión y el rendimiento de la máquina.

Otros tipos de Ventiladores, son los hélicos centrífugos y los transversales, donde el elemento impulsor del aire adopta una forma cercana al de los rodetes centrífugos.

Un ventilador consta en esencia de un motor de accionamiento generalmente eléctrico, con los dispositivos de control propios de los mismos: Arranque, regulación de velocidad, conmutación de polaridad, etc. y un propulsor giratorio en contacto con el aire, al que le transmite energía. Este propulsor es un rodete con álabes en el caso del tipo centrífugo, o una hélice con paletas en número diverso, en el caso de los axiales.

En los centrífugos el propulsor va envuelto por una caja con paredes de cierre en forma de espiral y en los axiales, se utiliza un marco plano o una envoltura tubular. La envolvente tubular puede llevar una reja radial de álabes fijos a la entrada de la hélice, llamada directriz, que guía el aire para aumentar la presión y el rendimiento de la máquina.

Otros tipos de Ventiladores, son los hélicos centrífugos y los transversales, donde el elemento impulsor del aire adopta una forma cercana al de los rodetes centrífugos.


Los Ventiladores Axiales mueven grandes caudales con incrementos de presión baja. Normalmente generan mucho ruido

Los Ventiladores Axiales mueven grandes caudales con incrementos de presión baja. Normalmente generan mucho ruido


En los Ventiladores Centrífugos el flujo de salida es perpendicular al de entrada. Existen de alabes curvados hacia delante, de alabes curvados hacia atrás y de álabes rectos a radiales (captación de residuos).

Flujo de Salida

Flujo de Entrada

En los Ventiladores Centrífugos el flujo de salida es perpendicular al de entrada. Existen de alabes curvados hacia delante, de alabes curvados hacia atrás y de álabes rectos a radiales (captación de residuos).

Flujo de Salida

Flujo de Entrada


En los Ventiladores Transversales; la trayectoria del aire en el rodete es perpendicular al eje, tanto a la entrada como a la salida.

Entrada de Aire

Salida de Aire

En los Ventiladores Transversales; la trayectoria del aire en el rodete es perpendicular al eje, tanto a la entrada como a la salida.

Entrada de Aire

Salida de Aire


Los Ventiladores Hélico-Centrífugos, son intermedios entre los centrífugos y los axiales, en ellos el aire entra como en los helicoidales y sale como en los centrífugos.

Los Ventiladores Hélico-Centrífugos, son intermedios entre los centrífugos y los axiales, en ellos el aire entra como en los helicoidales y sale como en los centrífugos.


Presión Manométrica o Estática: Por lo común, los manómetros miden intensidades de presión por encima o por debajo de la presión atmosférica. Las presiones medidas de este modo, se denominan presiones relativas o manométricas. La presión absoluta es siempre igual a la manométrica mas la presión atmosférica.

Presión Manométrica o Estática: Por lo común, los manómetros miden intensidades de presión por encima o por debajo de la presión atmosférica. Las presiones medidas de este modo, se denominan presiones relativas o manométricas. La presión absoluta es siempre igual a la manométrica mas la presión atmosférica.


La presión se mide mediante un tubo que se introduce en el ducto de la siguiente manera:

En A se mide la presión cinética (debido a la velocidad del gas), más la presión estática. En B se mide la presión estática. La diferencia entre ambas presiones, permite determinar la presión cinética y por lo tanto la velocidad del gas. Este sensor, se denomina Tubo Pitot.

La presión se mide mediante un tubo que se introduce en el ducto de la siguiente manera:

En A se mide la presión cinética (debido a la velocidad del gas), más la presión estática. En B se mide la presión estática. La diferencia entre ambas presiones, permite determinar la presión cinética y por lo tanto la velocidad del gas. Este sensor, se denomina Tubo Pitot.


La velocidad del gas también se puede medir mediante una Placa Orificio. La Placa Orificio, se basa en la relación entre la diferencia de presión, antes y después del dispositivo y la velocidad del fluido se deduce de un balance de energía. Esta diferencia de presión es causada por pérdida de energía debido a la compresión realizada en el diseño de esta placa.

La velocidad del gas también se puede medir mediante una Placa Orificio. La Placa Orificio, se basa en la relación entre la diferencia de presión, antes y después del dispositivo y la velocidad del fluido se deduce de un balance de energía. Esta diferencia de presión es causada por pérdida de energía debido a la compresión realizada en el diseño de esta placa.

Este sensor es el más utilizado en la medición de los flujos de aire y oxígeno que van a los respectivos Procesos en la Fundición


La figura muestra el perfil de presión en un ducto que ha sido restringido por una placa de orificio y la posición de las tomas de presión.


Curva Característica del Ventilador:

La curva característica del ventilador, relaciona el caudal en función de la resistencia o pérdida de carga del sistema. Esta resistencia es ocasionada por el largo de los ductos (roce), codos, cambios de diámetro, etc. Esta curva se obtiene fijando las rpm del ventilador o la apertura de la succión del propulsor y se hace variar la resistencia o pérdida de carga del sistema. Luego, todos los valores medidos (caudal-presión) se grafican, obteniéndose la Curva Característica del Ventilador. La presión aumenta a medida que la resistencia o pérdida de carga también aumenta, disminuyendo el caudal.

Curva Característica del Sistema:

La curva característica del sistema, también relaciona el caudal en función de la presión, pero a diferencia con la curva del ventilador, en esta se observa que a medida que el caudal aumenta, la presión también aumenta.

Ambas curvas se observan en la figura que se muestra a continuación.

Curva Característica del Ventilador:

La curva característica del ventilador, relaciona el caudal en función de la resistencia o pérdida de carga del sistema. Esta resistencia es ocasionada por el largo de los ductos (roce), codos, cambios de diámetro, etc. Esta curva se obtiene fijando las rpm del ventilador o la apertura de la succión del propulsor y se hace variar la resistencia o pérdida de carga del sistema. Luego, todos los valores medidos (caudal-presión) se grafican, obteniéndose la Curva Característica del Ventilador. La presión aumenta a medida que la resistencia o pérdida de carga también aumenta, disminuyendo el caudal.

Curva Característica del Sistema:

La curva característica del sistema, también relaciona el caudal en función de la presión, pero a diferencia con la curva del ventilador, en esta se observa que a medida que el caudal aumenta, la presión también aumenta.

Ambas curvas se observan en la figura que se muestra a continuación.


De todo lo expuesto puede concluirse lo siguiente:

1.- Es indispensable disponer de las curvas características de los ventiladores susceptibles de ser instalados, para cualquier cálculo e instalación que se haga.

2.- Las curvas deben estar avaladas por el fabricante, quien las garantizará haciendo referencia a la norma y disposición adoptada para su determinación.

Las curvas características de ventiladores, se obtienen en laboratorios debidamente equipados y por analistas especializados. Ello supone la aplicación de procedimientos según normalizaciones oficiales, uso de medidores estandarizados y calibrados y túneles de medición debidamente diseñados.

De todo lo expuesto puede concluirse lo siguiente:

1.- Es indispensable disponer de las curvas características de los ventiladores susceptibles de ser instalados, para cualquier cálculo e instalación que se haga.

2.- Las curvas deben estar avaladas por el fabricante, quien las garantizará haciendo referencia a la norma y disposición adoptada para su determinación.

Las curvas características de ventiladores, se obtienen en laboratorios debidamente equipados y por analistas especializados. Ello supone la aplicación de procedimientos según normalizaciones oficiales, uso de medidores estandarizados y calibrados y túneles de medición debidamente diseñados.


Curvas Características de Ventiladores

Curvas Características de Ventiladores



El transporte neumático de sólidos, puede ser en fase diluida o en fase densa.

Fase Diluida: La carga de material sólido es muy ligera en relación al volumen de aire que se utiliza para el transporte. Esta relación puede darse de dos maneras: Como una proporción de masa, típicamente de 5 a 10 kg de sólido por kg de aire, o como una proporción entre la masa del sólido y el volumen de aire, típicamente de 24 a 48 kg de material sólido por metro cúbico de aire).

Fase Densa: La carga de material sólido es importante en relación al pequeño volumen de aire que se utiliza para el transporte. Esta relación puede darse de dos maneras: Como una proporción de masa, típicamente de 30 a 50 kg de sólido por kg de aire, o como una proporción entre la masa del sólido y el volumen de aire, típicamente de 145 a 240 kg de material sólido por metro cúbico de aire).


El transporte neumático de sólidos, puede ser en fase diluida o en fase densa.

Fase Diluida: La carga de material sólido es muy ligera en relación al volumen de aire que se utiliza para el transporte. Esta relación puede darse de dos maneras: Como una proporción de masa, típicamente de 5 a 10 kg de sólido por kg de aire, o como una proporción entre la masa del sólido y el volumen de aire, típicamente de 24 a 48 kg de material sólido por metro cúbico de aire).

Fase Densa: La carga de material sólido es importante en relación al pequeño volumen de aire que se utiliza para el transporte. Esta relación puede darse de dos maneras: Como una proporción de masa, típicamente de 30 a 50 kg de sólido por kg de aire, o como una proporción entre la masa del sólido y el volumen de aire, típicamente de 145 a 240 kg de material sólido por metro cúbico de aire).


Tipos de Transporte NeumáticoTipos de Transporte Neumático


La velocidad del aire en la línea de transporte, también determina el tipo de fase. En Fase Diluida, la velocidad es alta y el material será transportado sin depositarse en la línea de transporte. El punto dónde las partículas de material comienzan a depositarse en la línea de transporte, se llama velocidad de salto. Para el transporte en Fase Diluida, no se requiere de una presión tan alta como en Fase Densa, dado que la pérdida de carga del sistema es menor.

En Fase Densa, la velocidad es menor y el material es transportado como flujo pistón (similar a como fluye la pasta dental cuando apretamos el tubo). Este sistema de transporte tiene la ventaja de una menor abrasión de las líneas de transporte, debido justamente a la baja velocidad de operación.

Vasos Presurizados:

Los Vasos Presurizados, varían en la forma, pueden ser cilíndricos cerrados en ambos extremos. En algunos casos el vaso es cilíndrico orientado horizontalmente, como en los sistemas montados sobre camión, pero en la mayoría de los casos el vaso se orienta verticalmente.

La velocidad del aire en la línea de transporte, también determina el tipo de fase. En Fase Diluida, la velocidad es alta y el material será transportado sin depositarse en la línea de transporte. El punto dónde las partículas de material comienzan a depositarse en la línea de transporte, se llama velocidad de salto. Para el transporte en Fase Diluida, no se requiere de una presión tan alta como en Fase Densa, dado que la pérdida de carga del sistema es menor.

En Fase Densa, la velocidad es menor y el material es transportado como flujo pistón (similar a como fluye la pasta dental cuando apretamos el tubo). Este sistema de transporte tiene la ventaja de una menor abrasión de las líneas de transporte, debido justamente a la baja velocidad de operación.

Vasos Presurizados:

Los Vasos Presurizados, varían en la forma, pueden ser cilíndricos cerrados en ambos extremos. En algunos casos el vaso es cilíndrico orientado horizontalmente, como en los sistemas montados sobre camión, pero en la mayoría de los casos el vaso se orienta verticalmente.


Componentes de un Vaso Presurizado:Componentes de un Vaso Presurizado:


La parte superior del vaso presurizado, tiene una superficie cóncava, en la cual existen varias conexiones: una conexión para la alimentación de la carga, otra conexión para ventear y una conexión para el suministro de aire. En la parte inferior, están las conexiones para descargar el material sólido y para el suministro de aire. Las válvulas deben ser resistentes al uso frecuente, abriendo y cerrando constantemente y rodeadas por el contacto con el material transportado y debe mantener un sello adecuado de aire cuando esta cerrado.

El fondo del vaso toma una de dos formas: una cabeza cóncava, similar a la parte superior o una forma cónica. Cuando se usa cabeza cóncava en el fondo del vaso, este tiene una descarga lateral y una cañería de aire interior que se extienden ligeramente sobre el sistema de fluidización, como una especie de almohadilla de aire. Un vaso con fondo de forma cónica, tiene la descarga en el fondo y puede o no puede incluir un elemento de fluidización, esto depende del material a transportar y del diseño de sistema de transporte. Este diseño de fondo cónico, produce el vaciado completo del material a diferencia del fondo con cabeza cóncava.

La parte superior del vaso presurizado, tiene una superficie cóncava, en la cual existen varias conexiones: una conexión para la alimentación de la carga, otra conexión para ventear y una conexión para el suministro de aire. En la parte inferior, están las conexiones para descargar el material sólido y para el suministro de aire. Las válvulas deben ser resistentes al uso frecuente, abriendo y cerrando constantemente y rodeadas por el contacto con el material transportado y debe mantener un sello adecuado de aire cuando esta cerrado.

El fondo del vaso toma una de dos formas: una cabeza cóncava, similar a la parte superior o una forma cónica. Cuando se usa cabeza cóncava en el fondo del vaso, este tiene una descarga lateral y una cañería de aire interior que se extienden ligeramente sobre el sistema de fluidización, como una especie de almohadilla de aire. Un vaso con fondo de forma cónica, tiene la descarga en el fondo y puede o no puede incluir un elemento de fluidización, esto depende del material a transportar y del diseño de sistema de transporte. Este diseño de fondo cónico, produce el vaciado completo del material a diferencia del fondo con cabeza cóncava.


Efecto de la Fluidización: Un material fluido como bolitas plásticas, maíz, café o similar, no requieren de aire de fluidización en el vaso presurizado. Si se tiene material no fluidizable, como el cemento o concentrado, se necesita aire para fluidizar y para diluir la fase, y de esta forma pasar de una fase densa a una fase intermedia, evitando la formación de una fase pistón que puede ser perjudicial para el transporte.

Un material cohesivo, como la resina plástica, carbón pulverizado,o concentrado humedo es difícil de fluidizar por sus características pegajosas. Esta condición se cumple cuando el material tiene una humedad alta o volumen de grasa considerable. Un material cohesivo, no fluye libremente, un material que no es fluidizable, también puede ser difícil de descargar en un vaso de fondo cónico, aún en un sistema de transporte en fase diluida. Este tipo de material puede requerir otro tipo de alimentador, como un alimentador rotatorio en lugar de un vaso presurizado.

Si se fluidiza el material introduciendo aire por el fondo a través de una membrana de fluidización, el aire atravesará el material hacia arriba y presurizará el vaso. Si se agrega el aire por arriba sobre el nivel del material, este aire empujará hacia abajo y apretará el material y los fluidizadores de aire se obstruirán y quedarán fuera de servicio, dejando una masa apretada de material en la zona cónica bloqueando la entrada de aire de fluidización.

Efecto de la Fluidización: Un material fluido como bolitas plásticas, maíz, café o similar, no requieren de aire de fluidización en el vaso presurizado. Si se tiene material no fluidizable, como el cemento o concentrado, se necesita aire para fluidizar y para diluir la fase, y de esta forma pasar de una fase densa a una fase intermedia, evitando la formación de una fase pistón que puede ser perjudicial para el transporte.

Un material cohesivo, como la resina plástica, carbón pulverizado,o concentrado humedo es difícil de fluidizar por sus características pegajosas. Esta condición se cumple cuando el material tiene una humedad alta o volumen de grasa considerable. Un material cohesivo, no fluye libremente, un material que no es fluidizable, también puede ser difícil de descargar en un vaso de fondo cónico, aún en un sistema de transporte en fase diluida. Este tipo de material puede requerir otro tipo de alimentador, como un alimentador rotatorio en lugar de un vaso presurizado.

Si se fluidiza el material introduciendo aire por el fondo a través de una membrana de fluidización, el aire atravesará el material hacia arriba y presurizará el vaso. Si se agrega el aire por arriba sobre el nivel del material, este aire empujará hacia abajo y apretará el material y los fluidizadores de aire se obstruirán y quedarán fuera de servicio, dejando una masa apretada de material en la zona cónica bloqueando la entrada de aire de fluidización.


Operación de los Vasos Presurizados:

- Se utilizan 2 o más vasos no necesariamente al mismo tiempo.

- Los vasos se llenan por gravedad desde las tolvas de almacenamiento hasta su nivel máximo indicado por las celdas de carga.

- Luego de lo cual, una válvula a la salida de la tolva de alimentación, se cierra de manera hermética.

- Paso seguido se cierra válvula de llenado del vaso. El vaso es presurizado con el aire comprimido.

- La secuencia de inyección empieza cuando la presión de inyección deseada es alcanzada, pero queda en stand-by hasta que el sistema de control ordene comenzar la operación de transporte o inyección.

- El sistema de control, de acuerdo con la relación de transporte, calcula el suministro de aire comprimido y los parámetros de fluidización, además de realizar ajustes inmediatos frente a cualquier desviación detectada por las celdas de carga.

Operación de los Vasos Presurizados:

- Se utilizan 2 o más vasos no necesariamente al mismo tiempo.

- Los vasos se llenan por gravedad desde las tolvas de almacenamiento hasta su nivel máximo indicado por las celdas de carga.

- Luego de lo cual, una válvula a la salida de la tolva de alimentación, se cierra de manera hermética.

- Paso seguido se cierra válvula de llenado del vaso. El vaso es presurizado con el aire comprimido.

- La secuencia de inyección empieza cuando la presión de inyección deseada es alcanzada, pero queda en stand-by hasta que el sistema de control ordene comenzar la operación de transporte o inyección.

- El sistema de control, de acuerdo con la relación de transporte, calcula el suministro de aire comprimido y los parámetros de fluidización, además de realizar ajustes inmediatos frente a cualquier desviación detectada por las celdas de carga.


- Cuando el sistema de control recibe la información de las celdas de carga que el vaso se encuentra en su nivel mínimo de carga (vacío), autoriza el inicio de la transferencia de un vaso al otro que permanece stand-by. Este vaso ha sido despresurizado y posteriormente cargado durante la operación del otro. La transferencia es controlada por el sistema de control y se realiza sin variación de la alimentación, de manera de mantener estables las condiciones de trabajo del proceso.

- Al terminar su ciclo de operación, el vaso vacío se aísla de la línea de transporte o inyección y comienza a ser despresurizado en forma controlada, descargando el aire contenido mediante la válvula de venteo.

Un Sistema de Transporte Neumático, depende de la presión atmosférica, depende además de la longitud de la línea de transporte y su diámetro, y finalmente dependerá del flujo de sólido que se requiere para operar. Estos parámetros pueden ser fundamentales para determinar si se debe escoger un soplador del desplazamiento positivo, un compresor especializado o el mismo sistema de aire comprimido de la planta.

- Cuando el sistema de control recibe la información de las celdas de carga que el vaso se encuentra en su nivel mínimo de carga (vacío), autoriza el inicio de la transferencia de un vaso al otro que permanece stand-by. Este vaso ha sido despresurizado y posteriormente cargado durante la operación del otro. La transferencia es controlada por el sistema de control y se realiza sin variación de la alimentación, de manera de mantener estables las condiciones de trabajo del proceso.

- Al terminar su ciclo de operación, el vaso vacío se aísla de la línea de transporte o inyección y comienza a ser despresurizado en forma controlada, descargando el aire contenido mediante la válvula de venteo.

Un Sistema de Transporte Neumático, depende de la presión atmosférica, depende además de la longitud de la línea de transporte y su diámetro, y finalmente dependerá del flujo de sólido que se requiere para operar. Estos parámetros pueden ser fundamentales para determinar si se debe escoger un soplador del desplazamiento positivo, un compresor especializado o el mismo sistema de aire comprimido de la planta.



¿QUÉ ES CONTROL?

Es verificar y actuar sobre determinada variable, para ésta opere en el valor requerido.

¿QUÉ ES PROCESO?

Cadena o secuencia de acciones que tienen lugar en el interior de un sistema, como consecuencia de haber recibido un insumo y materias primas, con la finalidad de producir una transformación para elaborar un producto final o intermedio.

¿QUÉ ES CONTROL DE PROCESO?

Es la acción de mantener ciertos parámetros o variables de salida del proceso, en el rango de valores aceptados, de modo de mantener el proceso bajo control.

¿QUÉ ES CONTROL AUTOMÁTICO DE UNA VARIABLE?

El control automático de una variable, es mantener su magnitud, valor o condición, dentro de un rango deseado sin la intervención del operador: Se mide el valor existente, se compara con el valor deseado (set-point), y se utiliza la diferencia para proceder a ejecutar una acción mediante un controlador. Cuando interviene el operador, el control es manual.


¿QUÉ ES CONTROL?

Es verificar y actuar sobre determinada variable, para ésta opere en el valor requerido.

¿QUÉ ES PROCESO?

Cadena o secuencia de acciones que tienen lugar en el interior de un sistema, como consecuencia de haber recibido un insumo y materias primas, con la finalidad de producir una transformación para elaborar un producto final o intermedio.

¿QUÉ ES CONTROL DE PROCESO?

Es la acción de mantener ciertos parámetros o variables de salida del proceso, en el rango de valores aceptados, de modo de mantener el proceso bajo control.

¿QUÉ ES CONTROL AUTOMÁTICO DE UNA VARIABLE?

El control automático de una variable, es mantener su magnitud, valor o condición, dentro de un rango deseado sin la intervención del operador: Se mide el valor existente, se compara con el valor deseado (set-point), y se utiliza la diferencia para proceder a ejecutar una acción mediante un controlador. Cuando interviene el operador, el control es manual.


CONTROL AUTOMÁTICO DE UNA VARIABLECONTROL AUTOMÁTICO DE UNA VARIABLE


¿QUE ES CONTROL AUTOMÁTICO DE PROCESO?

Es el control automático aplicado a una o más variables del proceso, para mantener el proceso controlado.

El control automático de proceso, consiste en mantener las variables de salida dentro del rango deseado sin la intervención del operador. Esto requiere que las variables de entrada, también sean controladas en forma automática. Es normal que el control se realice de manera mixta, es decir, algunas variables se controlan en forma automática y otras en forma manual.

¿QUE ES CONTROL AUTOMÁTICO DE PROCESO?

Es el control automático aplicado a una o más variables del proceso, para mantener el proceso controlado.

El control automático de proceso, consiste en mantener las variables de salida dentro del rango deseado sin la intervención del operador. Esto requiere que las variables de entrada, también sean controladas en forma automática. Es normal que el control se realice de manera mixta, es decir, algunas variables se controlan en forma automática y otras en forma manual.


Un Sistema de Control Automático, necesita los siguientes componentes: Sensor Transmisor, Controlador y Actuador.

El Sensor es el dispositivo que capta la señal de la variable a medir. Esta señal depende del tipo variable que se esté monitoreando. Algunos sensores son los siguientes

Sensor de Temperatura: Existen diversos tipos de sensores de temperatura, el más utilizado es la termocupla. La medición se basa en una diferencia de potencial entre dos alambres metálicos diferentes, que se encuentran a una determinada temperatura. Esta diferencia de potencial es directamente proporcional a la temperatura que se esta registrando.

Un Sistema de Control Automático, necesita los siguientes componentes: Sensor Transmisor, Controlador y Actuador.

El Sensor es el dispositivo que capta la señal de la variable a medir. Esta señal depende del tipo variable que se esté monitoreando. Algunos sensores son los siguientes

Sensor de Temperatura: Existen diversos tipos de sensores de temperatura, el más utilizado es la termocupla. La medición se basa en una diferencia de potencial entre dos alambres metálicos diferentes, que se encuentran a una determinada temperatura. Esta diferencia de potencial es directamente proporcional a la temperatura que se esta registrando.


Sensor de Flujo: Uno de los más utilizados es la Placa Orificio: Se basa en la relación entre la diferencia de presión, antes y después del dispositivo y la velocidad del fluido.

Sensor de Flujo: Uno de los más utilizados es la Placa Orificio: Se basa en la relación entre la diferencia de presión, antes y después del dispositivo y la velocidad del fluido.


Sensor de Flujo Másico en Correas: El más utilizado es el Pesómetro.Sensor de Flujo Másico en Correas: El más utilizado es el Pesómetro.


Sensor de Nivel: El más popular es el simple Flotador.Sensor de Nivel: El más popular es el simple Flotador.


Sensor de Nivel: Otros Sensores de Nivel.Sensor de Nivel: Otros Sensores de Nivel.


El Transmisor:

Los transmisores son instrumentos que captan la señal física del sensor y la convierten en una señal de corriente de 4 a 20 mA. Esta señal es transmitida al controlador del Sistema de Control.

El Controlador:

Es el elemento inteligente del Sistema de Control. Este equipo se puede trabajar en estado Manual o bien en estado Automático. En estado Automático, el operador ingresa el valor deseado de la variable a controlar (set point) y no interviene más en el control. El Controlador compara la señal que proviene del transmisor con el set point ingresado por el operador y dependiendo de la magnitud de esa diferencia, envía una señal al elemento final que es el actuador. Desde el controlador se puede acceder a una serie de datos, como por ejemplo: Estado del actuador, indicación del valor de la variable controlada, etc.

Existen varios tipos de acciones que pueden ser usadas para controlar un proceso o variable: Control On/Off o Control de Dos Posiciones, Control Proporcional, Acción Integral (reset) y Acción derivativa.

El Transmisor:

Los transmisores son instrumentos que captan la señal física del sensor y la convierten en una señal de corriente de 4 a 20 mA. Esta señal es transmitida al controlador del Sistema de Control.

El Controlador:

Es el elemento inteligente del Sistema de Control. Este equipo se puede trabajar en estado Manual o bien en estado Automático. En estado Automático, el operador ingresa el valor deseado de la variable a controlar (set point) y no interviene más en el control. El Controlador compara la señal que proviene del transmisor con el set point ingresado por el operador y dependiendo de la magnitud de esa diferencia, envía una señal al elemento final que es el actuador. Desde el controlador se puede acceder a una serie de datos, como por ejemplo: Estado del actuador, indicación del valor de la variable controlada, etc.

Existen varios tipos de acciones que pueden ser usadas para controlar un proceso o variable: Control On/Off o Control de Dos Posiciones, Control Proporcional, Acción Integral (reset) y Acción derivativa.


El Actuador:

Es el mecanismo mediante el cual se altera el valor de la variable controlada, en respuesta a la señal de salida proveniente del controlador.

Algunos tipos de actuadores, son:

Posicionador, que permite modificar la posición de la válvula para controlar el flujo de algún fluido, como es el caso de las líneas de aire, oxígeno o combustible.

Reóstato que actúa sobre las rpm del motor de un RotoFeed, para regular el flujo de sólido que se evacua de los vasos presurizados en el transporte neumático.

Reóstato que actúa sobre las rpm del motor, para regular la velocidad de una correa y de este modo modificar el flujo del sólido que está transportando.

El Actuador:

Es el mecanismo mediante el cual se altera el valor de la variable controlada, en respuesta a la señal de salida proveniente del controlador.

Algunos tipos de actuadores, son:

Posicionador, que permite modificar la posición de la válvula para controlar el flujo de algún fluido, como es el caso de las líneas de aire, oxígeno o combustible.

Reóstato que actúa sobre las rpm del motor de un RotoFeed, para regular el flujo de sólido que se evacua de los vasos presurizados en el transporte neumático.

Reóstato que actúa sobre las rpm del motor, para regular la velocidad de una correa y de este modo modificar el flujo del sólido que está transportando.


Válvulas: No se incluyen las válvulas manuales.

Una válvula es un elemento final de control dentro de los procesos, se diferencian en función de su cuerpo y sus características. Las válvulas se instalan en cañerías o ductos y su función es controlar el flujo de algún fluido.

De Control:

Estas válvulas se utilizan para controlar en forma continua la variable de proceso, se comporta como un orificio de apertura variable.

On/Off

Estas válvulas se utilizan para controlar en forma discreta la variable de proceso, se comporta como un orificio abierto o cerrado.

Posicionador

Es el dispositivo que proporciona el movimiento a la válvula, existen del tipo neumático y del tipo eléctrico Controla en forma continua la posición de la válvula de control, de acuerdo a la señal enviada desde el Sistema de Control.

Válvulas: No se incluyen las válvulas manuales.

Una válvula es un elemento final de control dentro de los procesos, se diferencian en función de su cuerpo y sus características. Las válvulas se instalan en cañerías o ductos y su función es controlar el flujo de algún fluido.

De Control:

Estas válvulas se utilizan para controlar en forma continua la variable de proceso, se comporta como un orificio de apertura variable.

On/Off

Estas válvulas se utilizan para controlar en forma discreta la variable de proceso, se comporta como un orificio abierto o cerrado.

Posicionador

Es el dispositivo que proporciona el movimiento a la válvula, existen del tipo neumático y del tipo eléctrico Controla en forma continua la posición de la válvula de control, de acuerdo a la señal enviada desde el Sistema de Control.


Lazos de Control:

Los Sistemas de Control se clasifican en Sistemas de Lazo Abierto y Lazo Cerrado. La distinción la determina la acción de control.

Un Sistema de Control de Lazo Abierto, es aquel en el cual la acción de control es independiente de la salida del proceso.

Un Sistema de Control de Lazo Cerrado, es aquel en el que la acción de control es en cierto modo dependiente de la salida del proceso.

Los Sistemas de Control de Lazo Abierto, tienen dos rasgos sobresalientes:

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

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

Los Sistemas de Control de Lazo Cerrado se llaman comúnmente sistemas de control por realimentación (o retroacción).

Lazos de Control:

Los Sistemas de Control se clasifican en Sistemas de Lazo Abierto y Lazo Cerrado. La distinción la determina la acción de control.

Un Sistema de Control de Lazo Abierto, es aquel en el cual la acción de control es independiente de la salida del proceso.

Un Sistema de Control de Lazo Cerrado, es aquel en el que la acción de control es en cierto modo dependiente de la salida del proceso.

Los Sistemas de Control de Lazo Abierto, tienen dos rasgos sobresalientes:

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

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

Los Sistemas de Control de Lazo Cerrado se llaman comúnmente sistemas de control por realimentación (o retroacción).


Ejemplo de Lazo de Control Abierto:

Un proceso químico opera con un sistema de control de lazo abierto que está controlado por un regulador de tiempo. El tiempo requerido para hacer los procesos batch, debe ser anticipado por el usuario (set point), quien no forma parte del sistema. El proceso es interrumpido una vez que se acabe el tiempo, el que constituye tanto la entrada como la acción de control, independiente de la calidad del producto o de cualquier otra situación en relación a las variables del proceso.

Ejemplo de Lazo de Control Cerrado:

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

Ejemplo de Lazo de Control Abierto:

Un proceso químico opera con un sistema de control de lazo abierto que está controlado por un regulador de tiempo. El tiempo requerido para hacer los procesos batch, debe ser anticipado por el usuario (set point), quien no forma parte del sistema. El proceso es interrumpido una vez que se acabe el tiempo, el que constituye tanto la entrada como la acción de control, independiente de la calidad del producto o de cualquier otra situación en relación a las variables del proceso.

Ejemplo de Lazo de Control Cerrado:

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


LAZO DE CONTROL CERRADO (LOOP BÁSICO)

LAZO DE CONTROL CERRADO (LOOP BÁSICO)


Sistema de Control:

El Sistema de Control es donde se recibe la información de señales de terreno y se procesan de acuerdo a una lógica establecida y requerida. Los Sistemas de Control pueden estar basados en Sistema de Control Distribuido (DCS), PLC o Controladores Stand Alone, o una combinación de ellos. Un Sistema de Control se relaciona con el operador a través de las Consolas de Operación

Sistema de Control:

El Sistema de Control es donde se recibe la información de señales de terreno y se procesan de acuerdo a una lógica establecida y requerida. Los Sistemas de Control pueden estar basados en Sistema de Control Distribuido (DCS), PLC o Controladores Stand Alone, o una combinación de ellos. Un Sistema de Control se relaciona con el operador a través de las Consolas de Operación


Sistema de Control Distribuido:Sistema de Control Distribuido:


PLC: PLC:

Manual Controlar H Flash y Sistemas Anexos Cap 1 Final

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