Manual de Entrenamiento ANGELO PO

NDICE GENERAL CAPTULO ??

PGINA ??

EL GRUPO ANGELO PO

ACERO INOXIDABLEY OTROS MATERIALES

GAS

ELECTRICIDAD

I/96


NDICE

CAPTULO 2

PGINA ?

ACERO INOXIDABLE:CARACTERISTICAS GENERALES

LOS PRICIPALES ACEROS INOX Y SUSCARACTERISTICAS TECNOLOGICAS

LIMPIEZA DEL ACERO INOXIDABLE

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ACERO INOXIDABLE:CARACTERSTICAS GENERALES

CAPTULO 2

PGINA 1

Los aceros inoxidables son aleaciones a base de hierro (Fe), con bajo porcentaje decarbono (C), alto porcentaje de cromo (Cr) y con presencia de otros elementos como elnquel (Ni), molibdeno (Mo), manganeso (Mn), silicio (Si), etc.Para que un acero pueda definirse inoxidable debe contener, por lo menos, un 11% de cromo.El acero inoxidable se denomina as porque no sufre la accin agresiva del oxgenopresente en el aire; su resistencia se debe a una sutil capa molecular de xido de cromoque se forma en su superficie y que lo protege de la oxidacin. No obstante, existensustancias que pueden modificar o destruir esta capa, dando origen a fenmenos decorrosin; estas sustancias (derivados de cloro y azufre), adems de impedir que seregenere la pelcula protectora de xido, corroen el acero inoxidable y pueden provocardaos irreparables. Por este motivo hay que prestar la mxima atencin a fin de queestos fenmenos de corrosin no se verifiquen, escogiendo siempre con cuidado losproductos detergentes que se han de utilizar en las operaciones de limpieza.

TIPOS DE ACERO

ACEROFe+C ( 2%)

ACEROS INOXFe+Cr ( 11%)+C

ACEROS ALEADOS

ACEROS NO ALEADOS

INOX MARTENSTICOSFe+Cr (11+18%)++C (0.08+1.2%)

INOX FERRTICOSFe+Cr (13+30%)+

+C (0.08%)

INOX AUSTENTICOSFe+Cr (17+26%)+

+Ni (7+22%)+C (0.03+0.25%)

ACEROS POCO ALEADOS

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LOS PRINCIPALES ACEROS INOX Y SUSCARACTERSTICAS TECNOLGICAS

CAPTULO 2

PGINA 2

ACEROS AUSTENTICOSEl tipo de acero inoxidable ms usado en el mercado es de matriz austentica, en particular eldenominado AISI 304.Este tipo de acero es el fundador de los aceros inoxidables austenticos.De su composicin base deriva una serie de aceros capaces de mejorar algunaspeculiaridades.

ACEROS RESISTENTES A LA CORROSIN/

ALTAS TEMPERATURAS321 , 347

ACEROS POR SOLDADURA

304L 316L 317L

ACEROS PERSONALIZADOS

ACEROS RESISTENTES A LA CORROSIN

LOCALIZADA316 , 317

ACEROS CARACTERSTICAS

MECNICAS MEJORADAS

ACEROS ENDURECEDORES

POR PRECIPITACIN304

(18% Cr - 10% Ni)

ACEROS REFRACTARIOS309 , 310 , 314 , 330

ACEROS DUPLEX RESISTENTES A LA

CORROSIN DE CLORUROS

AADIDURA DECr y Ni

AADIDURA DE CrDISMINUCIN DE Ni

AADIDURA DE MoAADIDURA DENi , Mo, Cu, Nb

AADIDURA DETi , Nb

AADIDURA DE Mn y NDISMINUCIN DE Ni

DISMINUCIN DE C

AADIDURA DECu , Ti , Al

DISMINUCIN DE Ni

ACEROS MARTENSTICOSLos aceros martensticos son apreciados por sus propiedades mecnicas, en particularpor su elevada dureza, aunque en ambientes no muy corrosivos.

ACEROS FERRTICOSLos aceros ferrticos pueden trabajarse fcilmente en fro, y tienen una buena resistencia ala corrosin con respecto a los aceros martensticos, aunque inferior a la de los aceros

I/96



CAPTULO 2

PGINA 3

LIMPIEZA ORDINARIA

Es necesario limpiar atenta y frecuentemente las superficies de acero usando un

trapo hmedo; se puede usar agua y jabn o normales detergentes siempre y

cuando no contengan abrasivos o sustancias a base de cloro, como por ejemplo

el hipoclorito de sodio (leja), el cido clorhdrico (cido muritico), u otras

soluciones similares: estos productos corroen en poco tiempo y de modo

irreversib le el acero inox.

Para la limpieza de los pavimentos colocados bajo los aparatos o en proximidad

de los mismos no usen los productos anteriormente citados para evitar que los

vapores o eventuales gotas puedan producir en el acero anlogos efectos

dainos.

Independientemente de los detergentes utilizados, hay que aclarar siempre las

superficies con agua y secarlas atentamente.

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CAPTULO 2

PGINA 4

PRECAUCIONES QUE SE HAN DE ADOPTAR

Salsas

Todos los recip ientes de acero inox utilizados para contener ingredientes notoriamente

cidos (vinagre, sal, jugo de limn, tomate, etc.) deben lavarse atentamente despus

del uso para eliminar los residuos.

En especial, hay que evitar que soluciones saladas se evaporen, se sequen o se

estanquen sobre la superficie del acero inoxidable.

Sal

El depsito de sal en el fondo de los recip ientes puede dar lugar a fenmenos de

corrosin. A fin de evitar que este fenmeno se verifique, se aconseja salar el agua

cuando ya est hirviendo.

Inactividad

Si no se tuvieran que utilizar los aparatos durante un largo perodo de tiempo (en caso

de utilizacin en determinadas estaciones), hay que limpiar las superficies externas de

acero inox, y proteger con una capa de aceite de vaselina o con otros productos

aceitosos que se encuentran normalmente en el mercado. Esta capa oleosa sirve para

uniformar el aspecto del acero y para conferirle un mayor brillo, evitando que penetre la

humedad y la suciedad, que tambin son causas de corrosin. Dichos productos ahora

estn disponib les en spray, fciles y prcticos de aplicar.

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CAPTULO 2

PGINA 5

Restos de comida

Para evitar que los residuos de comida se endurezcan laven con agua caliente. Si los

residuos ya se han endurecido, usen agua y jabn o detergentes sin cloro, utilizando

una paleta de madera o un estropajo fino de acero inox; aclaren y sequen atentamente.

Eviten usar cuchillas o rasquetas afiladas para no rayar o daar las superficies.

Rayas

Si las superficies se rayan, habr que pulirlas usando lana de acero inox finsima, o b ien

esponjas abrasivas de material sinttico fibroso, frotando en el sentido del pulimento,

aclaren b ien y sequen. Para limpiar el acero inox no usen la paleta de hierro, ya que

depsitos ferrosos podran originar procesos de oxidacin.

Eviten cualquier contacto prolongado entre productos ferrosos y acero inox.

Manchas de xido

Las tuberas de las instalaciones de erogacin de agua que alimentan ollas, fregaderos,

cocinas, etc., ceden inevitab lemente material ferroso disuelto en el agua, sobre todo en

las instalaciones nuevas o despus de un perodo de inactividad. Hay que evitar que

estos depsitos ferrosos se queden en el acero inoxidable, ya que producen

fenmenos de corrosin por contaminacin. Por lo tanto, es aconsejab le que las

instalaciones se construyan con tuberas cincadas y dejar correr el agua antes de iniciar

las operaciones. Para quitar las manchas de xido que se hubieran podido formar, usen

productos adecuados a tal fin, ponindose eventualmente en contacto con las

empresas que producen detergentes para uso industrial; despus de aplicar dichos

productos aclaren con abundante agua pura, neutralizando despus su accin con un

detergente normal usado para limpiar los aparatos, o con un producto especfico.

Nota: Atencin al contacto con las partes no inox!

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CAPTULO 2

PGINA 6

TIPO DE SUCIEDAD CICLOACONSEJADO

OBSERV ACIONES

RESTOS DEADHESIV OS(ETIQUETAS,

PROTECCIONES,ETC)

ELIMINACIN CON GASOLINA, AGUARRSU OTROS DILUYENTES ORGNICOS

LAV ADO CON ESPONJA

CON DETERGENTES COMUNES O JABN

ACLARADO CON ABUNDANTE AGUA

SECADO CON TRAPO SUAV EO PARA EL SECADO DEL CRISTAL

No utilicen cuchillas para rascar(utilicen abrasivos finos paralos acabados opacos, frotandoen la direccin del acabado).

YESO, CEMENTO,CAL

SOLUCIN O PASTA A BASE DE CIDO FOSFRICOCOMERCIAL


SECADO CON TRAPO SUAV E

O PARA EL SECADO DEL CRISTAL

Cepillo de nylon suave (enacabados brillantes tampn"scotch brite", para acabadospulidos cepillen respetando ladireccin del acabado.

ACEITE Y GRASAHUELLAS DE DEDOS

ALCOHOL, DILUYENTE, ACETONA

LAV ADO CON ESPONJA(AGUA Y JABN)


SECADO CON TRAPO SUAV E

O PARA EL SECADO DEL CRISTAL

MANCHAS DE AGUALIGERAS

LAV ADO CON ESPONJA (CEPILLO NYLON)CON JABN O DETERGENTES COMUNES


SECADO CON TRAPO

Eviten el contacto con lasmanos (usen guantes).

CAL

SOLUCIN ACUOSA CON V INAGRE(25% vol.)


Y CEPILLADO

SECADO

No usen cido clorhdrico.No usen abrasivos paraacabados 2B/BA.

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GAS

NDICE

CAPTULO 3?

PGINA ??

DEFINICIONES

CLASIFICACION DE LOS GASES Y FAMILIAS

CLASIFICACION DE LOS APARATOS

PRESION DEL GAS EN LLEGADA AL APARATO

PODER CALORIFICO DE LOS GASES DE REFERENCIA

FACTORES DE CONVERSION

LA COMBUSTION

LEYENDA DE LAS EXPRESIONES MAS USADAS

QUEMADORES DE PREMEZCLA

QUEMADORES MULTI-GAS

QUEMADORES DE LLAMA PILOTEADA

QUEMADORES DE LLAMA AUTOESTABILIZADA

DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD

Generalidades

Dispositivos de seguridad

GASES DE PETROLEO LICUEFACTOS

Generalidades

Almacenaje

Recipientes mviles (bombonas y bidones) y depsitos fijos

Aparatos de interceptacin, control y seguridad

Instalacin de almacenaje con recipientes mviles (central)

Dimensionamiento de una instalacin

Dimensionamiento de una instalacin: dimetro de las tuberas

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GAS

DEFINICIONES

CAPTULO 3

PGINA 1

TERMINO SMBOLO DEFINICINGas (comb ustib legaseoso)

Cualquier sustancia en estado aeriforme que sea ap tap ara ser utilizada en los ap aratos de p roduccin decalor, cuya comb ustin comp leta no d lugar ainconvenientes relativos a la corrosin y a la higiene.

Volumen de un gas en lascondiciones normales ovolumen normal

VnVolumen medido en estado seco, a 0 C y a 1013 mb ar(760 mmHg).Exp resado en m3n (metros cb icos normales).

Densidad de un gas relativaal aire d

Relacin entre la masa de un volumen de gas y la masadel mismo volumen de aire, amb os en condicionesnormales.

Presin de un gas Presin relativa medida inmediatamente lnea arrib a delap arato recep tor en funcionamiento.Exp resada en milib ares (mb ar).

Prdida de carga Diferencia entre las p resiones estticas medidas en dosp untos de una instalacin con uno o ms ap aratosrecep tores en funcionamiento.Exp resada en milib ares (mb ar).

Poder calorfico de un gasH

Cantidad de calor disp onib le p or efecto de lacomb ustin comp leta, a p resin constante, de 1 m3 degas seco, cuando los p roductos de la comb ustinregresan a la temp eratura inicial.Exp resado en Kilocalras al metro cb ico normal(kcal/m3n) en megajoule al metro cb ico normal (Mj/m3n).

Poder calorfico sup eriorde un gas Hs

Poder calorfico del gas, incluido el calor de condensacindel vap or de agua que se ha formado durante lacomb ustin. Para gases con hidrgeno.Exp resado en Kilocalras al metro cb ico normal(kcal/m3n) en megajoule al metro cb ico normal (Mj/m3n).

Poder calorfico inferiorde un gas Hi

Poder calorfico del gas, excluido el calor decondensacin del vap or de agua que se ha formadodurante la comb ustin. Para gases con hidrgeno.Exp resado en Kilocalras al metro cb ico normal(kcal/m3n) en megajoule al metro cb ico normal (Mj/m3n).

ndice de Wob b e sup erior Ws Relacin entre el p oder calorfico sup erior del gas y laraz cuadrada de la densidad.

ndice de Wob b e inferior Wi Relacin entre el p oder calorfico inferior del gas y la razcuadrada de la densidad.

Caudal en volumen qv Volumen estndar de gas consumido en la unidad detiemp o. Exp resado en metros cb icos p or hora (m3/h).

Caudal en masaqm

Masa de gas seco consumida en la unidad de tiemp o ala temp eratura de 15 C y a la p resin de 1013 mb ar.Exp resada en kilogramos p or hora (kg/h).

Potencia trmica ab sorb idaQa

Cantidad de calor corresp ondiente al p roducto delcaudal, en volumen o en masa, p ara los resp ectivosp oderes calorficos del gas referidos a las mismascondiciones de medida. Exp resada en kilovatios (KW).

Potencia trmica ab sorb idanominal

QaN Potencia trmica p rop orcionada declarada p or elconstructor.

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GAS

DEFINICIONES

CAPTULO 3

PGINA 2

TERMINO SMBOLO DEFINICINPotencia trmicap rop orcionada Qr

Cantidad de calor til que p rop orciona en una unidad detiemp o un quemador o un ap arato en determinadascondiciones.Exp resada en kilovatios (KW).

Potencia trmicap rop orcionada nominal

QrN Potencia trmica p rop orcionada declarada p or elconstructor.

Kilocalora kcal Cantidad de calor necesario p ara sub ir la temp eratura deun kg de agua destilada de 14,5 a 15,5 C.

Rendimiento

Relacin entre la p otencia trmica p rop orcionada y lap otencia trmica ab sorb ida, al exp resarse amb ascantidades con las mismas unidades.

Temp eratura amb ienteconvencional

Temp eratura de referencia p ara las p rueb as, fijadas en20 C.

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GAS

CLASIFICACIN DE LOS GASES Y

CAPTULO 3

PGINA 3

CLASIFICACIN (definicin)Los gases se clasifican en familias en base a sus caractersticas; los aparatos se clasificanen categoras segn las familias de gases que se pueden utilizar.

CLASIFICACIN DE LOS GASESLos gases que pueden utilizarse pueden clasificarse en tres familias, en funcin del valordel ndice de W obbe inferior (a 15 C y 1013 mbar).

PRIMERA FAMILIA: gases manufacturadosndice de Wobbe Wi: comprendido entre 19,48 y 21,76 MJ/m3 Grupo a

comprendido entre 19,48 y 24,40 MJ/m3 Grupo bcomprendido entre 22,10 y 22,14 MJ/m3 Grupo ccomprendido entre 16,70 y 21,27 MJ/m3 Grupo dcomprendido entre 19,03 y 20,65 MJ/m3 Grupo e

SEGUNDA FAMILIA: gases naturalesndice de Wobbe Wi: comprendido entre 41,11 y 49,60 MJ/m3 Grupo H

comprendido entre 36,82 y 49,60 MJ/m3 Grupo E (E+, Er)

comprendido entre 40,52 y 49,60 MJ/m3 Grupo E (Es)

comprendido entre 35,17 y 40,52 MJ/m3 Grupo Lcomprendido entre 30,94 y 40,52 MJ/m3 Grupo LLcomprendido entre 36,82 y 40,52 MJ/m3 Grupo E

(Ei)

TERCERA FAMILIA: gases de petrleo licuefactosndice de Wobbe Wi: comprendido entre 68,14 y 80,58 MJ/m3 Grupo 3B/P

(3B, 3+)comprendido entre 68,14 y 70,69 MJ/m3 Grupo 3P

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GAS

CLASIFICACIN DE LOS APARATOS

CAPTULO 3

PGINA 4

Segn el tipo y el nmero de los gases que pueden utilizarse, se pueden clasificar losaparatos del siguiente modo:

Categora IConcierne a los aparatos proyectados exclusivamente para utilizar los gases de unanica familia.

Por ej. Categora I 2H:

I indica que pertenece a una nica familia;2 indica que pertenece a la segunda familia;H indica que pertenece al grupo H de la segunda familia.

Categora IIConcierne a los aparatos proyectados para utilizar los gases de dos familias.

Por ej. Categora II 1a2HL:

II indica que pertenece a dos familias;1 indica que pertenece a la primera familia;a indica que pertenece al grupo a de la primera familia;2 indica que pertenece a la segunda familia;H indica que pertenece al grupo H de la segunda familia;L indica que tambin pertenece al grupo L de la segunda familia.

Categora IIIConcierne a los aparatos proyectados para utilizar gases de las tres familias.

Por ej. Categora III 1a2H3+:

III indique que pertenece a tres familias;1 indica que pertenece a la primera familia;a indica que pertenece al grupo a de la primera familia;2 indica que pertenece a la segunda familia;H indica que pertenece al grupo H de la segunda familia;

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GAS

PRESIN DEL GAS EN LLEGADA ALAPARATO

CAPTULO 3

PGINA 5

PRESIONES DEL GAS EN LLEGADA AL APARATO (segn EN 203-1)

PAS FAMILIA YTIPO DE GAS

PRESINNOMINAL

PRESIN MNIMA PRESINMXIMA

ITALIAGRECIA

ITGR

III FAMILIAG30/31

29/37 mbar 20/25 mbar 35/45 mbar

II FAMILIAG20

20 mbar17 mbar 25 mbar

I FAMILIAG110

8 mbar 6 mbar 15 mbar

DINAMARCA DK III FAMILIAG30/31


II FAMILIAG20


I FAMILIAG110


FRANCIA FR III FAMILIAG30/31

29/37 mbar 20/25 mbar 35/45 mbar

II FAMILIAG20/25

20/25 mbar 17/20 mbar 25/30 mbar

I FAMILIAG130


ESPAA ES III FAMILIAG30/31

29/37 mbar 20/25 mbar 35/45 mbar

II FAMILIAG20


I FAMILIAG110/130


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GAS


CAPTULO 3

PGINA 6



PRESINNOMINAL


BLGICA BE III FAMILIAG30/31

29/37 mbar 20/25 mbar 35/45 mbar

II FAMILIAG20/25

20/25 mbar 17/20 mbar 25/30 mbar

G. BRETAAIRLANDA

GBIE

III FAMILIAG30/31

29/37 mbar 20/25 mbar 35/45 mbar

II FAMILIAG20/25


ALEMANIA DE III FAMILIAG30/31

50 mbar 42,5 mbar 57,5 mbar

II FAMILIAG20/25


I FAMILIAG110/120/140


AUSTRIA AT III FAMILIAG30/31

50 mbar 42,5 mbar 57,5 mbar

II FAMILIAG20/25


PORTUGAL PT III FAMILIAG30/31

50/67 mbar 42,5/50 mbar 57,5/80 mbar

II FAMILIAG20


I FAMILIAG110


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GAS


CAPTULO 3

PGINA 7



PRESINNOMINAL


HOLANDA NL III FAMILIAG30/31


II FAMILIAG25


SUECIA SE III FAMILIAG30/31


II FAMILIAG20


I FAMILIAG110/120


FINLANDIA FI III FAMILIAG30/31


II FAMILIAG20


NORUEGA NO III FAMILIAG30/31


TIPOEn funcin de como se realiza la evacuacin de los productos de la combustin, losaparatos se clasifican del siguiente modo:

Tipo A: aparatos que no prven la conexin a un conducto de evacuacin de los productos de la combustin.

Tipo B: aparatos que prven la conexin directa a un conducto de evacuacin de los productos de la combustin, o b ien el acoplamiento a un sistema de evacuacin forzada (como per ejemplo una campana provista de aspirador mecnico).

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GAS

PODER CALORFICO DE LOSGASES DE REFERENCIA

CAPTULO 3

PGINA 8

TABLA DE LOS PODERES CALORFICOS DE LOS GASES DE REFERENCIA EN USO PARA LA MARCA CE (SEGNEN 203-1/PrA1) NECESARIA PARA EL CALCULO DE LOS CONSUMOS HORARIOS DE LOS APARATOS GAS

TIPO y GRUPODEL GAS

P.C.I.(Hi)

P.C.S.(Hs)

IIIa

G30(Grup o B )

45,65 Mj/kg12,69 kW/kg

49,47 Mj/kg13,75 kW/kg

FAM.G31

(Grup o P)46,34 Mj/kg12,88 kW/kg

50,37 Mj/kg14,00 kW/kg

IIa

G20(Grup o H ; E..s)

34,02 Mj/mc9,46 kW/mc

37,78 Mj/mc10,50 kW/mc

FAM.G25

(Grup o L ; LL ; E..i)29,25 Mj/mc8,13 kW/mc

32,49 Mj/mc9,03 kW/mc

Ia

G110(Grup o a)

13,95 Mj/mc3,88 kW/mc

15,87 Mj/mc4,41 kW/mc

FAM.G120

(Grup o b )15,68 Mj/mc4,36 kW/mc

17,77 Mj/mc4,94 kW/mc

G130(Grup o c)

23,66 Mj/mc6,58 kW/mc

25,72 Mj/mc7,15 kW/mc

G140(Grup o d)

13,38 Mj/mc3,72 kW/mc

15,18 Mj/mc4,22 kW/mc

G150(Grup o e)

18,03 Mj/mc5,01 kW/mc

20,02 Mj/mc5,57 kW/mc

NOTA: LAS CARACTERSTICAS DE REFERENCIA SON:GAS SECO A 15 C E 1013 mbar

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GAS

FACTORES DE CONVERSIN

CAPTULO 3

PGINA 9

FACTORES DE CONVERSIN

1 atm = 10.000 mm c.d.a.(milmetros de columnade agua)

= 760 mmDE COLUMNADE MERCURIO

1 bar = 10.333 mm c.d.a.(milmetros de columnade agua)

= 760 mmDE COLUMNADE MERCURIO

1 mmDE COLUMNA DE MERCURIO

= 13,62 mmDE COLUMNA DE AGUA

1 kg / m2 = 1 mmDE COLUMNA DE AGUA

1 kcal / h = 0,001163 kW 1,1628 W = 1 kcal / h

1 kcal = 0,004186 MJ

1 kWh = 860 kcal

1 kWh = 3,6 MJ

1 MJ = 239 kcal

1 MJ = 0,277 kWh

1 mbar = 10 mm c.d.a. = 0,001 atm

I/96

GAS

LA COMBUSTIN

CAPTULO 3

PGINA 10

GENERALIDADES

La combustin es la combinacin qumica a temperatura suficientemente elevada

de un combustib le con el oxgeno (comburente) y consiguiente produccin de

calor.

El calor producido vara para cada tipo de combustib le: se define "poder calorfico"

de un gas la cantidad de calor producida en la combustin completa de un "normal

metro cbico" del mismo (es decir, medido a la temperatura de 0C y a la presin

de 760 mm. de mercurio).

El metano tiene un poder calorfico de unas 9.600 Kcal/m3.

En el metano (CH4) los elementos combustib les son el carbono (C) y el hidrgeno

(H2), que al reaccionar con el oxgeno (O

2) presente en el aire, dan como productos

de la combustin anhdrido carbnico (CO2) y vapor de agua (H

2O)

respectivamente.

I/96

GAS

LA COMBUSTIN

CAPTULO 3

PGINA 11

LA LLAMASi examinamos una llama aireada, es decir, una llama en la cual el gas llega a lacombustin ya mezclado con aire (que se denomina primario), en la misma sedistinguen tres zonas caractersticas (Fig. 1):

ZONA EXTERIOR

ZONA MEDIA

ZONA INTERIOR (CONO)

CABEZA DEL QUEMADOR

Fig. 1 - Diferentes zonas de combustin presentes en una llama aireada.

- una zona interior (denominada cono) de temperatura reducida y de color verde-azul, enla cual la mezcla aire-gas se calienta hasta la temperatura de encendido (500 C; 600C) y en su extremo superior se activa la combustin.

- una zona media, de color azul, donde se realiza una combustin tanto ms completacuanto ms el volumen de aire arrastrado se acerca al volumen terico. En esta zonageneralmente todava hay oxido de carbono y un pequeo porcentaje de hidrgeno:se verifica la temperatura ms elevada, que para el metano es de 2050 C.

- una zona exterior, casi de color violeta, en la cual el gas, parcialmente oxidado en lazona media, al entrar en contacto con el aire circundante (denominado aire secundario),completa la combustin.

Cuando el gas quema con defecto de aire primario, la llama es ms o menos alargada yluminosa, el cono central es ms o menos largo en funcin de la presin de alimentacin,y se puede observar la formacin de puntas amarillas (llama reductora).Cuando, sin embargo, el gas quema con exceso de aire primario, la llama es corta ypoco visib le, y se caracteriza por un cono en punta violeta (llama oxidante).

I/96

GAS

LA COMBUSTIN

CAPTULO 3

PGINA 12

Se llama velocidad de encendido la velocidad con la cual se programa el fenmeno dela combustin en una mezcla gas/aire. Se mide en cm/seg. y vara en funcin del tipode gas.Se verifica una separacin de llama cuando la velocidad de salida del quemador de lamezcla gas/aire es superior a la velocidad de encendido del gas, y puede ser causadapor un exceso de presin del gas o por exceso de aire primario.Se verifica retroceso de la llama o bajo-encendido cuando se da el caso contrario, esdecir, la velocidad de salida de la mezcla gas/aire del quemador es inferior a la velocidadde encendido. El fenmeno es debido a defecto de presin del gas.Es evidente que una combustin regular y eficiente no debe presentar ni el fenmenode la separacin de llama ni el opuesto, ambos peligrosos.Por cuanto visto anteriormente, una llama estab le se obtiene cuando la velocidad desalida de la mezcla del quemador iguala a la velocidad de encendido. Para una buenacombustin, por lo tanto, es indispensable que la boquilla del quemador tenga lasjustas dimensiones, y que el aire primario est correctamente regulado; adems, lapresin de alimentacin del gas debe ser la idnea.La Fig. 2 representa las diferentes formas que la llama puede tomar en distintascondiciones de funcionamiento.

AIRE Y GAS EN PROPORCIONES

CORRECTAS

EXCESO DE GAS O

DEFECTO DE AIRE

EXCESO DE AIRE O

DEFECTO DE GAS

LLAMA NORMAL LLAMA LARGA LLAMA CORTA

Fig. 2 - Forma de la llama en funcin de las proporciones de aire primario.

I/96

GAS

LEYENDA DE LAS EXPRESIONES MAS

CAPTULO 3

PGINA 13

Humos producidos por un gasConjunto de los productos de la combustin del gas y del eventual aire en exceso. Semiden en metros cbicos normales (m3n).

ndice de xido de carbono en los humosPorcentaje de xido de carbono (CO) en volumen en los productos de la combustindel gas, considerados en su estado seco y sin aire.

Lmite de buena combustinLmite ms all del cual la combustin se realiza con formacin de holln y con un ndicede xido de carbono inaceptable segn las normas especficas para cada tipo deaparato.

ndice higinico de un ambientePorcentaje volumtrico de concentracin de xido de carbono (CO) en el ambiente encuestin.

Temperatura ambiente convencionalTemperatura de referencia del ambiente en el cual se realizan las pruebas. Est fijada en20 C.

Llama de retrocesoFenmeno de retroceso de la llama aireada por las luces de salida de un quemadorhacia la boquilla.

Llama estableLlama no sujeta ni a separacin ni a retroceso, y tampoco a extincin en determinadascondiciones de prueba.

Llama testigo o TestigoLlama situada permanentemente en un quemador a fin de garantizar el encendidocuando se introduzca el gas.

Aparato de utilizacin a gasConjunto de uno o varios quemadores provistos de sus respectivos rganos deregulacin.

I/96

GAS


CAPTULO 3

PGINA 14

rganos de conexin de un aparato de utilizacin a gas

Todos los dispositivos para el suministro del gas (tuberas, uniones, etc), desde la unin

de entrada del aparato de utilizacin hasta los quemadores.

Rampa de un aparato de utilizacin a gas

Tubera y derivacin unidas slidamente al aparato de utilizacin para distribuir el gas a

los quemadores.

Unin para tubo de evacuacin

Unin existente en los aparatos mediante la cual se efecta la conexin del aparato al

conducto de humos para la evacuacin de los productos de la combustin.

rgano de regulacin

Dispositivo apto para regular el valor de una dimensin concerniente al funcionamiento

del aparato. La regulacin puede ser efectuada a mano o automticamente.

Llave

rgano de regulacin con obturador maniobrable, que determina las condiciones de flujo

del combustib le gaseoso hacia el quemador.

Sentido normal de apertura de un rgano de regulacin

Sentido del movimiento que debe estar marcado en la parte maniobrable del rgano

de regulacin para obtener la erogacin del gas.

Regulador de caudal

rgano automtico apto para mantener el caudal de un fluido a un valor tendencialmente

constante.

Regulador de presin

rgano automtico de reduccin de la presin a un valor tendencialmente constante.

I/96

GAS


CAPTULO 3

PGINA 15

Termostato o termorreguladorrgano automtico que, actuando sobre el flujo del medio calefactor, mantiene a un valortendencialmente constante la temperatura del ambiente sometido a control. Los tiposms comunes son: termostato ambiente, termostato para agua, termostato para aire.

Presstatorgano automtico destinado a regular presin del vapor en el aparato.

Vlvula de seguridadrgano de regulacin o de interceptacin automtico apto para impedir que de creencondiciones peligrosas de funcionamiento.

Dispositivo de seguridad trmicoConjunto de partes mecnicas que tienen la finalidad de mantener el flujo del gas alquemador slo cuando la llama testigo est encendida.Los tipos ms comunes son: de lmina b imetlica, de par termoelctrico, determodilatacin, de clula fotoelctrica, de conductividad.

Dispositivo de seguridad no trmicoConjunto de partes mecnicas que tienen la finalidad de mantener el flujo del gas alquemador slo cuando se verifican determinadas condiciones (por ejemplo, unadeterminada presin, etc.).

Quemador de gasConjunto mecnico apto para realizar la combustin del gas.

Aire primario para la combustin de un gasVolumen normal de aire que se mezcla al gas en el quemador antes de la combustin.Se expresa en metros cbicos normales (m

3n).

Aire secundario para la combustin de un gasVolumen normal de aire que interviene en la combustin.Se expresa en metros cbicos normales (m

3n).

I/96

GAS


CAPTULO 3

PGINA 16

Difusor o Mezclador de un quemadorConducto adecuadamente perfilado del quemador dentro del cual tiene lugar la mezcladel gas con el aire primario.

Seccin de eflujo (salida)Aperturas del quemador por las cuales sale la mezcla combustib le para el encendido.

Divisor de llamaParte terminal del quemador, eventualmente desmontable, destinada a formar luces deeflujo.

Inyectorrgano que determina con su luz de eflujo, eventualmente regulab le, el caudalvolumtrico del gas suministrado por el quemador.

LlamaParticular aspecto del fenmeno trmico-luminoso de la combustin.

Caractersticas de la llamaAltura y color de la llama.

Altura de la llamaProyeccin media de las llamaradas que constituyen la rosa de llama

Rosa de llama o Red de llama o Lnea de llamaConfiguracin global que asume la llama segn la disposicin geomtrica dada a lasluces de eflujo.

Llama aireadaLlama de un gas que es mezclado con aire antes de la combustin.

Llama no aireadaLlama de un gas que entra en contacto con el aire slo durante la combustin.

I/96

GAS


CAPTULO 3

PGINA 17

Aparicin de puntas amarillas de una llama

Inicio de la visib ilidad, en una llama aireada, de un anormal color amarillento en la punta

de la llama..

Separacin de llama

Fenmeno de alejamiento de la llama de las luces de eflujo de un quemador hacia el

exterior.

Dispositivo anti-viento

Dispositivo finalizado a evitar que el aire de contracorriente pueda invertir el flujo de los

productos de la combustin en el interior del aparato.

Por efecto de dicho dispositivo el aire de contracorriente no debe influir en la calidad de

la combustin.

Tiro

Aspiracin provocada por los humos en la parte ascendente del aparato y de la

chimenea.

La depresin debida al tiro se expresa en milmetros de columna de agua (mm H2O).

Interruptor de tiro

Dispositivo finalizado a poner en comunicacin el circuito de humos con la atmsfera en

un determinado, a fin de hacer independiente el aparato de las condiciones de tiro del

conducto de humos.

Generalmente se halla incorporado el dispositivo anti-viento.

I/96

GAS


CAPTULO 3

PGINA 18

El quemador de premezcla de aire o atmosfrico es el quemador ms difundido en el

uso domstico.

GAS

AIRE

HO

RNO

1 2

En condiciones normales de funcionamiento, un quemador produce llamas de color azul,

constituidas por un cono interior rodeado de una capa de llama menos luminosa.

Estos quemadores estn dotados de una notable elasticidad, y pueden funcionar con

diferentes tipos de gas y en campos de presiones bastante extensos.

La elasticidad de los quemadores atmosfricos ha aumentado en estos ltimos aos

como consecuencia de los estudios realizados a fin de adecuar el funcionamiento a las

crecientes variedades de gases distribuidos. Los descubrimientos de yacimientos de

gas natural, la disponib ilidad de gases de petrleo licuefactos (derivada de la creciente

potencialidad y del mayor nmero de refineras de petrleo) han impuesto, en el curso

del ltimo decenio, el estudio y la construccin de quemadores ms elsticos, hasta

llegar al quemador "universal", que puede adaptarse fcilmente para utilizar tanto gases

pobres (3.500 kcal/m3) como gases ricos tipo G.P.L. (30.000 kcal/m

3) distribuidos a

presiones variab les de 40 a 500 mm H2O.

I/96

GAS


CAPTULO 3

PGINA 19

VENTURI

GAS

SUPERFICIE DE COMBUSTIN

BOQUILLA DEL GAS

ENTRADA DEL GAS

DISCO DE REGULACIN

DEL AIRE

Inspirador o mezclador Venturi Quemador de superficie

ELEMENTOS DE UN QUEMADOR DE PREMEZCLALos principales elementos que constituyen un quemador de este tipo son:

a) El inyector con seccin de salida fija o con cabeza regulab le, que define y controla elflujo de gas y que contribuye, en ocasiones de modo determinante, a la combustin.

b) La cmara de mezcla o cabeza de mezcla, en la cual el gas pasa despus que hasalido del inyector.

c) El difusor o tubo de mezcla, en el cual tiene lugar la mezcla del gas con el aireprimario, que el gas ha arrastrado por aspiracin.

d) La cabeza del quemador, a donde el gas y el aire primario llegan ya mezclados, msall de la cual, a travs de la seccin de salida, inicia el proceso de combustin.

En los quemadores atmosfricos el arrastre del aire por parte del gas tiene lugar poraspiracin a travs de un tubo Venturi.El Venturi est formado por dos conos (la cmara y el tubo de mezcla) convergentes-divergentes de ngulo muy limitado. Los dos conos a menudo estn unidos entre spor un breve tramo cilndrico, que constituye la zona de "estrangulacin" del Venturi yque tambin se denomina "cuello" o "garganta" del Venturi.

I/96

GAS


CAPTULO 3

PGINA 21

Las partes principales que constituyen dicho tipo de quemador son los Inyectores.

Inyectores fijosLos inyectores fijos consisten en un b loque de material perforado, de seccin circular,que puede asegurar, para determinadas condiciones de funcionamiento, un caudalvolumtrico constante. Las boquillas fijas pueden diferir notab lemente entre s,especialmente por lo que se refiere a la longitud del orificio y al ngulo de convergenciaentre el tramo cilndrico que precede al orificio y el prop io orificio, con consecuencias querepercuten directamente en el caudal de gas.Indicamos en seccin algunos de los tipos ms comunes de inyectores.

60

19

12 15

90

T. 4 T. 3

T. 5

T. 1 T. 2

Tipos de inyectores

I/96

GAS

QUEMADORES "MULTI-GAS"

CAPTULO 3

PGINA 22

En estos ltimos aos se ha manifestado de modo evidente la necesidad de dotar a

los aparatos para uso domstico de quemadores capaces de adaptarse fcilmente a

los diferentes tipos de gas y a diferentes presiones, sin que sean necesarias para ello

complicadas operaciones de regulacin o incluso sustituciones de algunas partes del

quemador.

A fin de facilitar la difusin de los aparatos de gas, los constructores han estudiado

quemadores que, slo cambiando o regulando la boquilla y la regulacin del aire

primario, pueden hacer frente a los diferentes exigencias.

De este modo han nacido los quemadores multi-gas, estudiados para obtener una

buena estab ilizacin de la llama.

Al ob jeto de centrar el prob lema, cabe recordar que mientras un gas ciudad tiende a

provocar llamas de retroceso, un gas natural tiende a causar separacin de llama; la

parte ms inestab le y ms delicada de la llama es la que est en contacto con la parte

metlica; donde se produce normalmente un enfriamiento (quenching) que puede

ocasionar zonas crticas de temperatura; el aire secundario a su vez, con su movimiento

de abajo a arriba, disturba la llama y tiende a hacerla inestab le.

Por lo tanto, se ha trabajado sobre todo en las secciones de salida, estudiando de

modo particular los quemadores de los aparatos de coccin que son los ms difundidos

y usados.

Se han obtenido en este campo dos grandes avances: los quemadores de llama

"p iloteada" y los quemadores de llama "autoestabilizada".

I/96

GAS

QUEMADORES DE LLAMA

CAPTULO 3

PGINA 23

Las llamas auxiliares o llamas p iloto se hallan en la base de la llama principal: de estemodo la llama est protegida contra la turbulencia del aire secundario y simultneamentese obtiene un aporte de caloras en la base de la llama.El p ilotaje puede realizarse en sentido horizontal o en sentido vertical con respecto a lallama principal.

SECCIN PRINCIPALSECCIN AUXILIAR

LLAMA PRINCIPAL

LLAMA PILOTO

LLAMA PRINCIPAL

PILOTAJE PILOTAJEPERPENDICULAR PARALELO

Sistemas de pilotaje

Hay que tener presente que la llama p iloto, aun protegiendo la llama principal del efectode las turbulencias del aire secundario, no debe impedir u obstaculizar demasiado elcontacto y el paso del aire.Con los quemadores de llama p iloteada se pueden realizar cargas trmicas unitariasms elevadas que con los quemadores tradicionales. Por consiguiente se puedenrealizar quemadores ms pequeos, de potencia elevada, lo que puede ser de granutilidad cuando el espacio a disposicin es bastante reducido.

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GAS

QUEMADORES DE LLAMA

CAPTULO 3

PGINA 24

En los quemadores de llama autoestabilizada no hay dos secciones de llama, perocomo en los quemadores de llama p iloteada, se realiza una distinta prdida de carga dela mezcla en la salida.En la zona alta de la llama la mezcla sale a una velocidad menor respecto a la zona bajade la llama.La siguiente figura muestra de modo esquemtico el proceso de autoestab ilizacin Gazde France.

VELOCIDAD MNIMAVELOCIDAD INTERMEDIAVELOCIDAD MXIMA

Estabilizacin tipo Gaz de France

Tambin con estos tipos de quemadores se pueden realizar cargas trmicas mselevadas. Las prestaciones desde el punto de vista de la combustin (tenor de xidode carbono en los humos) son tal vez un poco menos importantes que con losquemadores de llamas p iloteadas, especialmente en el caso de alimentacin conbutano.

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GAS


CAPTULO 3

PGINA 25

GENERALIDADESEl gas natural presenta, en comparacin con otros tipos de combustib le, una serie deventajas concernientes por un lado, a la relativa facilidad con la que puede obtenerse,transportarse y usarse, y por el otro al hecho de que su uso puede ser muy seguro ysin contaminar el ambiente.Dado que el ob jeto del presente apartado son los "DISPOSITIVOS DESEGURIDAD", consideramos conveniente iniciar exp licando cules son los riesgospotenciales conexos con la utilizacin del gas y cules pueden ser los efectos de talesriesgos.Sucesivamente explicaremos los dispositivos de seguridad que se utilizan para hacerseguro el uso de gas combustib le, as como los princip ios de funcionamiento y loscampos de aplicacin.

EL CONCEPTO DE SEGURIDADEl concepto de seguridad es muy amplio y cubre una gran variedad de aspectos quepueden ordenarse en una escala decreciente de gravedad en funcin de los riesgospotenciales conexos.

SEGURIDAD: significa impedir el escape de gas incombusto (peligro de asfixia,envenenamiento y explosin).

SEGURIDAD: significa impedir que los productos de la combustin contaminen elambiente (peligro de asfixia y de envenenamiento).

SEGURIDAD: significa impedir aumentos anmalos de temperatura (peligro dequemaduras, exp losiones e incendios).

Esta lista de trminos: "asfixia, envenenamiento, exp losin, incendio ..." da la idea deque es mejor estar lo ms lejos posib le del gas, vista su peligrosidad.Esto no es verdad: si se utiliza b ien el gas es un combustib le no slo higinico,ecolgico y cmodo, sino tambin muy seguro.La tcnica moderna, en efecto, pone a disposicin del fabricante de aparatos - y por lotanto a disposicin del usuario - toda una serie de conocimientos, materiales ydispositivos (los dispositivos de seguridad) que hacen que el uso del gas,intrnsecamente y extrnsicamente, est exente de todo riesgo.

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GAS


CAPTULO 3

PGINA 26

EFECTOS DE LOS RIESGOS RELACIONADOS CON EL USO DEL GAS COMBUSTIBLE

ESCAPE DE GAS INCOMBUSTOPuede provocar dos efectos: la asfixia y la explosin.De un tercer posib le efecto, el envenenamiento, hablaremos a propsito de losriesgos relacionados con el escape de productos de la combustin.La casi total desaparicin del gas manufacturado (gas ciudad) en efecto haprcticamente anulado este tipo de riesgo relacionado con los escapes de gas.

a) Asfixia: el gas sustituye al aire en el ambiente, reduciendo el tenor de oxgeno con laconsiguiente imposib ilidad de oxigenacin de la sangre.

b) Explosin: cuando el gas en el ambiente ha alcanzado una concentracincomprendida entre el lmite inferior y el lmite superior de inflamabilidad, por lo quebasta una chispa generada por cualquier aparato elctrico para provocar unaexplosin.

El lmite inferior de inflamabilidad vale aproximadamente:

Gas manufacturado (gas ciudad) 5-7 %Gas natural 4-5 %Gas de petrleo licuefacto (GPL) 1-3 %

Por lo que respecta a la energa suficiente para provocar la explosin, a ttulo indicativoy para estab lecer los rdenes de magnitudes, incluimos a continuacin los valoresindicados por la American Petroleum Institute.

Mezcla aire-metano 0,6-0,7 mjMezcla aire-propano 0,1-0,6 mjMezcla aire-butano 0,1-0,6 mj

A ttulo de informacin cabe aadir que la energa necesaria para encender una mezclaaire-vapores de gasleo domstico, es por lo menos un orden de magnitud superior.

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GAS


CAPTULO 3

PGINA 27

NOTA

En presencia de un caudal de fuga de gas (expresada en metros cbicos por hora)

igual a A en un ambiente de volumen V, en el cual exista un nmero de recambio de aire

por hora G, la concentracin media en tanto por ciento del gas en el ambiente vara

exponencialmente en el tiempo t segn la frmula:

Concentracin (%) = 100 ( A / (GV +A )) ( 1 - e EXP ( Vt / (GV + A ))

donde "e" es la base de los logaritmos naturales.

La frmula permite calcular la concentracin media, es decir, la concentracin que existira

si el gas se dispersara uniformemente en el ambiente.

De la frmula resulta evidente que el riesgo de explosin no subsiste si el ambiente en

el cual se puede manifestar el escape de gas tiene dimensiones suficientemente

grandes en relacin a la cantidad de gas existente en el mismo, y si se verifica el

recambio de aire adecuado.

En realidad, y sobre todo con los gases ms pesados que el aire (GPL), se pueden

tener en un mismo ambiente zonas con concentraciones diferentes, por lo que el lmite

inferior de estallido puede alcanzarse localmente aunque las condiciones tericas

indiquen una concentracin inferior:

- b ien porque el tiempo transcurrido desde el inicio del escape ha sido suficiente,

- b ien porque el volumen del ambiente y el nmero de recambios de aire son tales que

no permiten nunca que se alcance el porcentaje crtico.

AUMENTOS ANMALOS DE TEMPERATURA

Pueden ataer tanto a las paredes exteriores de un aparato (riesgo de incendio del

aparato o de las cosas circundantes) como al fluido calentado (riesgo de explosin).

Particularmente graves pueden ser las consecuencias de un excesivo aumento de

temperatura en los depsitos (calderas, calentadores) no provistos de depsito de

expansin abierto.

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GAS


CAPTULO 3

PGINA 28

DISPOSITIVOS DE SEGURIDADGeneralmente estn regulados por precisas normas tcnicas.Estas normas, en vigor prcticamente en todos los pases aunque con diferencias entreun pas y otro, en Italia han sido elaboradas por el C ig y publicadas por el UNI, ygeneralmente aprobadas bajo forma de decreto segn la ley 1083 del 6 de Diciembrede 1971.A nivel Cen se est realizando una intensa actividad para igualar las normas deseguridad en todos los pases miembros, a fin de permitir el lib re cambio de aparatos ydispositivos.

CLASIFICACINSegn la funcin ejercitada, los dispositivos de seguridad pueden dividirse en, a saber:

a) Dispositivos de seguridad contra la ausencia de llama.b) Dispositivos automticos de intercepcin (electrovlvulas, etc.).c) Reguladores de presin.d) Termostatos y limitadores de temperatura.e) Presstatos.f) Dispositivos para la prevencin de los escapes internos de gas.g) Controles de atmsfera.

DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD CONTRA LA AUSENCIA DE LLAMAImpiden la salida de los gases incombustos. Pueden ser de dos tipos:- de seguridad simple (en caso de ausencia de llama se interrumpe el paso del gas,

limitndolo al quemador principal);- de seguridad completa (interrumpen el paso del gas incluso al quemador p iloto).

Se caracterizan en base a:- el tiempo de retardo del encendido (intervalo de tiempo que transcurre entre el instante en

el cual se enciende la llama y el instante en el cual el elemento obturador se quedaautnomamente en posicin de abierto;

- el tiempo de seguridad para el apagado (intervalo de tiempo que transcurre entre elinstante en el cual se apaga la llama controlada y el instante en el cual se interrumpe elpaso del gas).

Pueden dividirse en dos categoras:- Dispositivos de seguridad sensib les a las propiedades trmicas de la llama.- Dispositivos de seguridad sensib les a las propiedades elctricas y de irradiacin de la

llama.

I/96

GAS


CAPTULO 3

PGINA 29

DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD SENSIBLES A LAS PROPIEDADES TRMICAS DE LA LLAMALos ms comunes, sobre todo en el campo de las bajas potencias (< 40 kW ) son lostermoelctricos.

Dispositivos de seguridad termoelctricosPresentan las siguientes ventajas:- Estn autoalimentados (no necesitan una fuente exterior de energa).- Realizan condiciones de seguridad positivas y totales.- Son fciles de instalar y de mantener.

Estn compuestos por:- Elemento sensib le.- El grupo magntico de seguridad.- El cuerpo de la vlvula.

A stos hay que aadir generalmente los siguientes accesorios:- Quemador p iloto.- Dispositivo de encendido.- Bloqueo de encendido.- Bloqueo de rearme (interlock).

a) Elemento sensibleAprovecha la caracterstica termoelctrica de los metales. Consideremos dos hilosmetlicos de material diferente (por ejemplo nquel-cromo y constantn) soldados entres por un extremo (junta caliente "C") y cerrados por el otro extremo (denominado juntafra "D") en una carga ohmica "R" (fig.1).

C DR

mV

Fig. 1

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GAS


CAPTULO 3

PGINA 30

Si se expone la junta caliente "C" a una fuente de calor se verifican los fenmenos queexplicamos a continuacin.Entre las dos juntas (junta caliente "C" y junta fra "D") a temperatura diferente seestablece una diferencia de potencial elctrico (tensin) que hace circular una corriente enel circuito. Esta diferencia de potencial (tensin) es proporcional a la diferencia detemperatura existente entre las dos juntas .Es el princip io utilizado para medir las temperaturas.Cuando se mide una temperatura por medio de termopares, la primera condicin quese ha de respetar es que la junta fra se halle a temperatura constante, es decir, que nopueda variar durante la medicin. Por lo tanto, siempre se coloca lo ms lejos posib lede la fuente de calor.Viceversa, en un termopar de seguridad la junta fra "D" est colocada a corta distancia(20-30 mm.) de la junta caliente "C", y a su vez est conectada a la carga "R" por mediode un adecuado conductor (fig.2).

C

D

R

mV

Fig. 2

Durante el funcionamiento esta junta fra "D" tambin se calienta, y en ella se genera, porefecto de la temperatura, una tensin contraria a la generada en correspondencia con lajunta caliente "C", con el resultado de que la tensin disponib le en los extremos de "R"se reduce.Esta particular disposicin de los termopares de seguridad se realiza con el ob jeto dehacer ms rp ida la bajada de tensin en fase de enfriamiento: cuando la llama seapaga, las temperaturas en "C" y "D" tienden a equilibrarse rp idamente y porconsiguiente tambin cesa ms rp idamente el suministro de energa.

I/96

GAS


CAPTULO 3

PGINA 31

En prctica, desde un punto de vista elctrico, el termopar puede esquematizarse

como en la figura 3, donde:

E1 E2

R

Fig. 3

E1 = 0,07 T1 mV (T1 = temperatura de la junta caliente "C" )

E2 = 0,05 T2 mV (T2 = temperatura de la junta caliente "D" )

R = resistencia ohmica de los conductores

En condiciones de funcionamiento tp icas la FEM generada por un termopar es de unos

20 mV. Dado que su resistencia ohmica es del orden de 20 miliohmios, la potencia til

mxima que se puede obtener de un generador de este tipo es del orden de algunos

milivatios.

Otra importante caracterstica de los termopares de seguridad es que estn realizados

de forma coaxial, con la finalidad de hacerlos ms robustos, ms manejables y de tener

en el exterior el material con las mejores caractersticas de resistencia a los efectos de la

llama (temperatura, corrosin, etc.).

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GAS


CAPTULO 3

PGINA 32

La figura 4 muestra la forma efectiva de un termopar de seguridad, mientras que la figura5 proporciona, en el momento del encendido y del apagado, la marcha de la FEMdisponib le en sus extremos.

C

1

1

2

3

4

C

D

2

D

4

3

Elemento electronegativo

Elemento electropositivo

Conductor de cobre

Conductor de cobre

Junta caliente

Junta fra, o junta de oposicin

TIEMPO (segundos)

TEN

SIN

(miliv

oltios

)V1

V2

T1T0

mV

s

A

B

C

A - Apenas la llama se enciende, la tensin asciende rpidamente hasta alcanzar el valor V1.B - Despus de algn tiempo la tensin tiende a descender (tambin la junta fra se calienta) y la tensin toma un valor estable V2.C - Cuando la llama se apaga (instante T1) la tensin desciende hasta anularse por completo.

Fig. 4 Fig. 5

NOTALa especial forma de los termopares de seguridad hace que los mismos estnexpuestos a la llama de modo que sta slo toque la junta caliente "C", es decir, lapunta. La parte inferior (ms de 8 mm. de distancia de la punta) nunca debe tocar lallama ni calentarse en exceso (fig. 6).

8 mm (max)

SI NO

Fi 6

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GAS


CAPTULO 3

PGINA 33

b) Grupo magntico de seguridadEst formado por un electroimn en forma de U en el cual est envuelto un devanadode excitacin.Un ancla mvil est conectada a un elemento obturador por medio de un vstago, y esempujada hacia el exterior por medio de un resorte de cierre. Una cubierta protege elelectroimn, hace de gua al vstago y sirve de soporte al resorte (fig. 7).

O

M

C AE

E Ncleo en forma de U del electroimnA Ancla del electroimnC Cubierta de proteccinO ObturadorM Resorte helicoidal

Fig. 7

Cuando en el bovinado circula suficiente corriente, el flujo generado crea una fuerza deatraccin capaz de mantener el ancla mvil en contacto con las expansiones polares delimn en forma de U.Si no hay corriente, o b ien si sta es insuficiente, el resorte aleja ancla y imn.

c) Cuerpo de la vlvulaEn su forma ms simple, comprende un cuerpo de vlvula que presenta un orificio deentrada del gas, un orificio de salida, un asiento de vlvula, un alojamiento para el grupomagntico de seguridad cuyo obturador cierra en el asiento de la vlvula (fig.8). Laversin ms comn presenta dos orificios de salida del gas, uno que alimenta elquemador principal, y el otro que alimenta el llamado quemador p iloto.

1/4"

GAS 1/

4" G

AS

88,5

101,

5

26,8

18,5

25 25

51

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GAS


CAPTULO 3

PGINA 34

d) Quemador pilotoEl quemador p iloto es un pequeo quemador de reducida potencia trmica(normalmente inferior a 200 W ) que se instala en posicin fija con respecto al quemadorprincipal del aparato, y que tiene las siguientes funciones:- Proporcionar una llama permanente (llama p iloto) a fin de garantizar el encendido del

quemador principal cuando se introduce el gas.- Mantener caliente el extremo del termopar durante el funcionamiento del aparato (llama

de seguridad).

Puede ser de dos tipos:Aireado (quemador de tipo Bunsen: el chorro de gas proveniente de la boquilla pasa atravs de un tubo Venturi y arrastra el aire primario necesario para la combustin)(fig.9a).No aireado (quemador de tipo Target, en el cual el arrastre del aire necesario para lacombustin se realiza en la base de la llama) (fig.9b).

Para finalizar, puede ser:De boquilla fija (la seccin de salida de la boquilla est formada por un orificio fijo).De boquilla regulable (la seccin de salida puede variarse por medio de un tornillo deregulacin).

Fig. 9a - Quemadores aireados de tipo Bunsen

Fig 9b - Quemadores no aireados (Target)

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GAS


CAPTULO 3

PGINA 35

e) Dispositivo de encendidoAqu hablamos slo de los dispositivos de encendido autoalimentados(p iezoelctricos). Los dispositivos de encendido que utilizan energa elctrica exteriorsern analizados cuando hablaremos de los dispositivos de seguridad sensib les a laspropiedades elctricas y de irradiacin de la llama.Los dispositivos de encendido p iezoelctrico aprovechan la energa elctrica que segenera en algunos materiales (por ejemplo cristales de titanato de bario) cuando estnsometidos a un esfuerzo mecnico.La figura 11 muestra la marcha de la fuerza electromotriz de circuito ab ierto, que segenera en los extremos de un cilindro de 20 mm de material p iezoelctrico, en funcinde la presin aplicada en las dos caras.

00

5

10

15

20

25

10 20 30 40 50COMPRESSIVE STRESS

OPE

N CI

RCUI

T VO

LTAG

E (kV

)

20mm

+

-

OPE

N CI

RCUI

T VO

LTAG

E

Fig. 11

La energa til que puede obtenerse de un encendedor p iezoelctrico es del orden dealgunos mj, y la tensin del orden de la decena de kV.Los encendedores p iezoelctricos son generalmente de dos tipos.

Encendedores de compresin (encendedores estticos, "squeze action").En el cristal se ejercita una fuerza de compresin por medio de una palanca.La caracterstica principal de este tipo de encendedor es la relativamente larga duracinde la carga aplicada: en efecto, dura algunos segundos y depende del modo con el cualse acciona la palanca. Durante este tiempo el generador se carga y se descarga variasveces, provocando un tren de chispas que aumentan las probabilidades de encendido.Adems de esta caracterstica positiva hay que recordar algunos inconvenientes:- Gran tamao.- Slo funciona b ien si est perfectamente seco. Incluso pequeas cantidades de

humedad ambiente, dado el relativamente largo perodo de carga y las elevadastensiones en juego, pueden impedir alcanzar la tensin de descarga.

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GAS


CAPTULO 3

PGINA 36

La figura 12 muestra un tipo de encendedor "squeze".

CRISTAL PIEZOELCTRICO PROTEGIDO BORNE ALTA TENSIN

HACIA EL ELECTRODOPUESTA A TIERRA DEL QUEMADOR

RESORTE A ESPIRAL

ESTRIBO FIJO

PALANCAS DE MANDO MANUAL O DE LEVAS

Encendedores de impactoSe aplica una solicitacin dinmica al cristal mediante una masa de choque cargada pormedio de un resorte (figura 13).

0

2

4

6

8

10

12

14

20 40 60 80 100 120 140

KW

s

El esfuerzo mecnico ap licado (y por lo tanto la tensin generada) estn en funcin de lavelocidad de impacto y de la masa de choque. En general estos dispositivos generanun slo impulso de tensin de unos 20 microsegundos de duracin. Un tiempo dedescarga tan breve hace que el sistema sea menos crtico con respecto a las corrientesde escape ( una resistencia de 1 megaohmio es suficiente).

A A B

C

D

ENCENDEDOR PIEZOELCTRICO DE IMPACTO

A CRISTALESB MARTILLOC MAGNETOD RESORTE

Dado el breve tiempo de la solicitacin, la carga especfica puede ser aumentada sinriesgo de daar el cristal (mayor energa a disposicin en menor espacio). Lasdimensiones del sistema son reducidas, y permiten integrar fcilmente el dispositivo enuna unidad compacta multifuncin.

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GAS


CAPTULO 3

PGINA 37

f) Bloqueo de encendidoSe trata de un dispositivo que impide la puesta en funcionamiento del encendedor todoel tiempo durante el cual el circuito principal del gas est ab ierto.Bsicamente, est formado por un contacto elctrico accionado por el mismo pulsadorde armado y puesto en serie al circuito de alimentacin del electrodo de encendido. Lafigura 15 muestra de modo esquemtico el b loqueo de encendido de la vlvulaBabysit.

Fig. 15

g) Bloqueo de rearme (interlock)Impide que se abra de nuevo el elemento obturador durante el tiempo de seguridaddel apagado. Puede aplicarse slo en vlvulas dotadas de rgano de cierre manual(llave). Cuando el usuario pone fuera de servicio el aparato accionando dicha llave, seacciona un dispositivo mecnico de b loqueo que impide la entrada del gas mientras eldispositivo de seguridad termoelctrico est en posicin de apertura.El b loqueo de rearme generalmente afecta al quemador principal. En ciertos casostambin acta en el quemador p iloto (b loqueo completo).La figura 16 muestra de modo esquemtico el b loqueo de rearme de la vlvulaComposit

C

A

E N F O P M S R L D

V

T

BEVTA

Fig. 16

Colocando la manecilla M en posicin de "Apagado", los obturadores "O" y "D" interceptan el paso de los gases. La palanca "F", alcooperar con el excntrico "R" bloquea la manecilla e impide la puesta en funcionamiento del aparato Slo cuando el grupo magntico

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GAS


CAPTULO 3

PGINA 38

DESCRIPCIN DEL FUNCIONAMIENTO DE UN DISPOSITIVO DE SEGURIDADTERMOELCTRICOLa figura 17 nos muestra el funcionamiento de dicho dispositivo de seguridad.El instrumento esquematizado en la figura tiene la finalidad de evidenciar la marcha de laFEM generada por el termopar en las diferentes fases de funcionamiento.

Armado (fig.17a)Presionando el pulsador de armado se abre el paso del gas al quemador p iloto, ysimultneamente se cierra el paso del gas al quemador principal.El encendido tiene lugar mediante el encendedor p iezoelctrico, que hace saltar unachispa entre el electrodo y la masa.Despus de algunos segundos (tiempo de retardo de encendido) la fuerzaelectromotriz del termopar alcanza un valor suficiente para mantener atrado el grupomagntico del dispositivo de seguridad.

Fig. 17a

Funcionamiento normal (fig.17b)Cuando se suelta el pulsador de armado, el gas pasa tambin al quemador principal.

Fig 17b

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CAPTULO 3

PGINA 39

Bloqueo de seguridad (fig.17c)Si falta la llama, el termopar se enfra.Cuando la fuerza electromotriz no es suficiente para mantener atrado el grupomagntico de seguridad, es decir, cuando ha transcurrido el tiempo de seguridad deapagado, el elemento obturador, impulsado por el resorte, se coloca en posicin decerrado, interceptando as el paso del gas tanto al quemador principal como alquemador p iloto.Para poner en funcin de nuevo el dispositivo, debe intervenirse manualmente.

Fig. 17c

REGULADORES DE PRESINTienen la funcin de mantener constante la presin de alimentacin al quemador, inclusoen presencia de variaciones de la presin lnea arriba.Segn la norma CEN EN 88 se dividen en 3 clases, en funcin del caudal (caudal fijo,caudal variab le) y del campo de tolerancia admitido.a) Regulador de presin simpleEl princip io base de su funcionamiento se puede entender fcilmente examinando elesquema representado en la figura 18.

INLET OUTLET

VALVE VALVE

VALVE STEM

FLEXIBLEDIAPHRAGMWEIGHT

BREATHER HOLEV

Pi

P

Pu

MF

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GAS

GASES DE PETRLEO LICUEFACTOS

CAPTULO 3

PGINA 40

GENERALIDADES

Los hidrocarburos propano y butano se denominan "gases lquidos" porque se usan

en estado gaseoso pero se almacenan y transporta en estado lquido. La combinacin

de los elementos que constituyen dichos hidrocarburos corresponde respectivamente a

las frmulas C3H

8 y C

4H

10: ms brevemente se indican con C

3 y C

4.

La denominacin "gases lquidos" no pretende ser la justa denominacin: sera ms

exacto decir que son "gases de petrleo licuefactos", y abreviando, "G.P.L.".

Propano y butano, como dicho anteriormente, se conservan y transportan en estado

lquido, bajo presin, en recip ientes metlicos, y evaporan apenas la presin interna del

recip iente disminuye.

El paso de un lquido al estado gaseoso puede explicarse claramente utilizando el

ejemplo del agua.

El agua se conoce como lquido de lenta evaporacin; esta lenta evaporacin es

posib le gracias a que a presin atmosfrica y a temperatura ambiente una cierta

cantidad de agua pasa al estado gaseoso.

Esta transformacin se acenta a medida que aumenta la temperatura y el vapor ejercita

en el agua una cierta presin que se denomina "tensin de vapor". A 100C de

temperatura, la as llamada tensin de vapor, alcanza la presin atmosfrica, entonces la

evaporacin se hace tumultuosa y se denomina "ebullicin": por lo tanto el agua, a un

temperatura de 100C, pasa toda al estado gaseoso.

Si la ebullicin se efecta a una presin superior a la atmosfrica, el agua requiere una

temperatura mayor antes que su tensin de vapor alcance la presin ambiente: en este

caso el punto de ebullicin estar por encima de los 100C.

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CAPTULO 3

PGINA 41

Por ejemplo, a una presin de 10 atmsferas, el punto de ebullicin del agua es a

180C. Esto significa que, a una presin de 10 atmsferas, el agua contina en estado

lquido a temperatura incluso superior a los 100C, pero a 180C entrar en ebullicin:

en otras palabras, su tensin de vapor hasta 180C es inferior a la presin de 10

atmsferas.

Si por el contrario, exponemos la superficie del agua a una subpresin, es decir, al

vaco, el punto de ebullicin se alcanza a una temperatura ms baja, es decir, la

temperatura de ebullicin es inferior a 100C.

Por consiguiente, es evidente la influencia de la temperatura y de la presin en la

evaporacin del agua.

La temperatura de ebullicin (que para el agua a presin atmosfrica es de 100C y

representa el lmite entre el estado lquido y el estado gaseoso) es para el propano

igual a -43C y para el butano a 0C, siempre a presin atmosfrica. A una temperatura

inferior a -43C y a presin atmosfrica, el propano es lquido, mientras que a una

temperatura superior es gaseoso. Como se ha dicho en el ejemplo del agua, se puede

mantener el propano en estado lquido incluso a una temperatura superior a los -43C,

siempre y cuando se ejercite sobre el mismo una presin superior a la atmosfrica.

Por ejemplo, a 5,5 atm de presin, el propano puede mantenerse lquido a una

temperatura de 10C. En la bombona que contiene propano a temperatura ambiente

(por ej.10C) nos encontramos ante este fenmeno: el propano est en estado lquido

y sobre el mismo hay un cojinete de vapor a 5,5 atm de presin.

Si se abre la llave de la bombona, el gas lquido contenido en la misma sale en fase

gaseosa, con esta descarga la presin en el interior del recip iente disminuye ligeramente

y en consecuencia de esta disminucin de presin el lquido en la bombona vuelve a

hervir y proporciona, por evaporacin, ms gas, hasta que se cierra la llave y el

suministro se interrumpe.

El punto de ebullicin a presin atmosfrica para la mezcla propano-butano, es

aproximadamente proporcional a la relacin mezcla, es decir, est comprendido entre -

43C y 0C de temperatura.

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CAPTULO 3

PGINA 42

QUE ES LA PRESIN?Es la fuerza que acta sobre la unidad de superficie. Alrededor nuestro gravita unapresin que est determinada por el peso del aire que nos rodea: esta presin sedenomina "presin atmosfrica".

Las presiones se miden en:

Atm. (atmsferas)Kg / cm2 (kilogramos por centmetro cuadrado)mm Hg (mm. de columna de mercurio)

mm H2O(milmetros de columna de agua)

mm c.a.

Prcticamente las Atm (atmsferas) y los Kg/cm2 (kilogramos por centmetro cuadrado)

son equivalentes, es decir, 1 atm = 1 Kg/cm2.

Las pequeas presiones de los G.P.L. a los equipos de utilizacin se miden,generalmente, en mm. de columna de agua. Dado que 1000 mm. de c.a. equivalen a0,1 Kg/cm

2, se deriva que 1Kg/cm

2 equivale a 10.000 mm. de columna de agua, esdecir, a una columna de agua de 10 metros de altura.El concepto de presin ejercitada por un gas contenido en un recip iente es el siguiente:un cuerpo en estado gaseoso toma la forma del recip iente; tambin un cuerpo enestado lquido adquiere la forma del recip iente que lo contiene, pero si la cantidad delquido es inferior al volumen del recip iente, dicho lquido slo ocupa la porcin delrecip iente correspondiente a su volumen. El cuerpo en estado gaseoso, por lo tanto,est caracterizado por molculas libres que se mueven en todas las direcciones: loschoques de estas molculas contra las paredes del recip iente determinan la presin delgas en el recip iente.Si la temperatura del gas contenido en el recip iente aumenta, tambin aumentar lavelocidad de las molculas y por consiguiente tambin aumentar el nmero dechoques contra las paredes, determinando un aumento de la presin del gas en elrecip iente.Por lo tanto: la presin que un gas ejercita en el interior de un recipiente es proporcional a sutemperatura.

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CAPTULO 3

PGINA 43

Los recip ientes que contienen gas deben ser calculados de modo que puedan resistir alas presiones de funcionamiento normal de los gases que tienen que almacenar: dichapresin es, para el propano, de 18 atm.Para comprender mejor el contenido de este prrafo, antes que nada es necesarioindicar la definicin de calora y aclarar el concepto.

CALORACuando una sustancia combustib le quema, emite calor que se mide con aparatosespeciales llamados calormetros.La cantidad de calor se mide con una unidad denominada "calora", que se divide en:

1) "Pequea calora" (cal), que es la cantidad de calor necesaria para elevar 1C 1gramo de agua.

2) "Gran calora" (Kcal), que es la cantidad de calor necesaria para elevar 1C 1 Kgde agua.

Antepuestas las anteriores definiciones, cabe recordar que para obtener la evaporacinde un lquido siempre es necesario calentarlo previamente, es decir, transmitirle unadeterminada cantidad de calor. Si ponemos como ejemplo el agua a 0C, senecesitarn exactamente 639 caloras por un Kg (Kcal/Kg). En efecto, se necesitan 100Kcal/Kg para alcanzar el punto de ebullicin a 100C partiendo siempre de 0C.Adems, a la temperatura constante de 100C, es necesaria una ulterior aportacin de539 Kcal/Kg para que el agua pase totalmente del estado lquido al gaseoso y estecalor de evaporacin, igual al 539 Kcal/Kg, debe proporcionarse con un ulteriorsuministro de calor.En el caso del gas lquido, el calentamiento de la bombona se realiza generalmente pormedio del aire circundante, pero si dicha suministracin no es suficiente para permitir laevaporacin total, se debe obtener del contenido de la bombona el restante calornecesario: en otras palabras, se substrae calor al contenido lquido del recip iente, quepor consiguiente se enfriar. En caso de erogacin muy fuerte, la temperatura del lquidopuede descender por debajo del punto de ebullicin del mismo (tiempo de ebullicindel butano = 0C, del propano = -43C), hasta interrumpir la evaporacin.

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CAPTULO 3

PGINA 44

La entidad del enfriamiento del lquido, es decir, de la sustraccin del calor, depende,por lo tanto, de la velocidad de erogacin (Kg/h). Dado que pueden verificarse algunasdificultades de evaporacin como consecuencia del enfriamiento por sustraccin de caloral lquido, al proyectar las instalaciones se deber tener en consideracin estacircunstancia, sobre todo si a la misma debe aadirse una eventual influencia de una bajatemperatura exterior.La velocidad mxima de erogacin del gas contenido en una bombona depende de lacomposicin del gas, de la temperatura exterior y de la superficie de chapa en contactocon el lquido.En erogacin continua (es decir, cuando la misma cantidad de erogacin se prolonga porvarias horas) y con una temperatura exterior de 0C, se podr obtener, hacia elmomento en que se est agotando un recip iente con propano comercial, una erogacinde aproximadamente:

- Kg 0,300 por hora de un bombona de 20 Kg;- Kg 1 por hora de un b idn de 100 Kg.

Con una temperatura a 0C, pero con erogacin intermitente, se obtendr una cantidadde calor erogado, para cada hora, aproximadamente el doble de la arriba indicada.La cantidad de calor necesaria para transformar en gases los lquidos que se hallan en supunto de ebullicin, es decir, el calor de evaporacin es, a saber:

- Kcal 102 para 1 Kg de propano;- Kcal 92 para 1 Kg de butano.

Si el calor de evaporacin se obtiene totalmente del lquido, se puede calcular eldescenso de la temperatura del lquido si se conoce el calor especfico del mismo.La experiencia nos ensea que, suministrando una determinada cantidad de calor acantidades (pesos) iguales de sustancias diferentes, su temperatura aumenta unnmero de grados distinto para las diversas sustancias. Esto indica una capacidaddiferente de absorcin del calor, variab le con la naturaleza y con el estado fsico de lassustancias.

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CAPTULO 3

PGINA 45

Por ejemplo, se puede experimentalmente determinar, con adecuados aparatos

denominados calormetros, que para cada "calora" suministrada a 1 Kg de p lomo, a 1

Kg de vidrio y a 1 Kg de agua, el p lomo se calienta 32C, el vidrio 5C y el agua,

como ya hemos visto, 1C.

Este hecho prueba que cada sustancia tiene una "capacidad trmica" propia, ms

concretamente, un propio calor especfico, que depende de la naturaleza y del estado

fsico de la sustancia.

El calor especfico de una sustancia es la cantidad de calor, expresada en caloras (Kcal)

necesaria para aumentar 1 grado centgrado 1 Kg de dicha sustancia.

El calor especfico es para el propano y butano en estado lquido, en media, 0,55 Kcal.

Si erogamos por ejemplo 1 Kg de propano de una bombona que contiene 20 Kg, se

substrae a los restantes 19 Kg de lquido 102 Kcal, equivalentes al calor de

evaporacin del propano citado anteriormente.

Teniendo presente que substrayendo 0,55 Kcal, 1 Kg de propano lquido se enfra

1C, el enfriamiento de 1C de los citados 19 Kg que quedan en la bombona

comportar una absorcin de 10,45 Kcal (0,55 x 19).

En otras palabras, para cada 10,45 Kcal substradas, se enfriar 1 C la temperatura de

los 19 Kg de propano que quedan en la bombona.

Dado que para hacer evaporar el kilogramo de propano (de los 20 kilogramos

previstos) hemos substrado 102 Kcal, la temperatura del lquido restante descender

102 / 10,45, es decir 9,7 C.

Este clculo es exacto si, durante la evaporacin, el lquido no tiene la posib ilidad de

recib ir calor del ambiente exterior; si esta posib ilidad existe, obviamente el enfriamiento

del lquido es proporcionalmente menor.

La posib ilidad de calentamiento del lquido desde el exterior es mayor cuanto ms

tiempo el lquido est a disposicin, es decir, cuanto ms lenta es la erogacin; por este

motivo si se asocian varias bombonas se reparte la substraccin de caloras en una

cantidad de lquido mayor.

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CAPTULO 3

PGINA 46

Esta breve explicacin demuestra que es un error querer proteger mediante aislamiento

una bombona cuya superficie exterior muestre, durante la erogacin del gas, los tp icos

sntomas de enfriamiento (escarchado) e incluso de incrustaciones de hielo; ya que al

aislarlo se impide la nica posib ilidad de absorcin de caloras del exterior.

Otra posib ilidad de aumentar la cantidad erogable es usando un vaporizador. En este

caso, naturalmente el G.P.L. debe tomarse del depsito o bombona en estado lquido

y en este estado entra en el vaporizador que est calentado elctricamente o con gas.

El rendimiento de evaporacin de un vaporizador, calentado elctricamente, depende

de la capacidad de absorcin del sistema de calentamiento. Calculando un calor de

evaporacin medio de 102 Kcal/Kg y teniendo presente que 1 KW h equivale a 860

Kcal, se debe emplear, para cada Kg de G.P.L. a evaporar en un hora, una cantidad de

energa elctrica igual a 102 / 860 = 0,12 KW h.

Un vaporizador para gas lquido, accionado elctricamente, con el cual se desee

obtener un rendimiento horario de evaporacin de 5 Kg, tendr que tener una potencia

de por lo menos 0,12 x 5 = 0,60 KW = 600 vatios.

Un vaporizador calentado con gas lquido tiene la ventaja de que es independiente de

la red elctrica: su rendimiento puede estimarse de un 80% aproximadamente.

Como para el clculo anteriormente indicado (teniendo presente que 1 Kg de propano

proporciona 12.000 Kcal) el consumo de gas lquido por Kg/h de rendimiento de

evaporacin en servicio continuo es 102 / (12.000 x 0,8) = 0,010 Kg/h = 10 gramos / h.

El calentamiento directo del contenido de la bombona o del b idn, en caso de dificultad

de evaporacin, es peligroso porque podra provocar la dilatacin del recip iente hasta

hacerlo explotar.

Al mximo se puede poner la bombona dentro de un recip iente con agua caliente que

no supere los 40C de temperatura.

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CAPTULO 3

PGINA 47

ALMACENAJE

CMO SE DETERMINAEn una empresa que utilice G.P.L. para usos industriales, se suele definir como"almacenaje disponib le" (o ms sencillamente "almacenaje") la capacidad global de losrecip ientes instalados en la empresa para recib ir el G.P.L. necesario para la misma.Dicha capacidad se expresa generalmente en volumen (m3) o en peso (Kg).Para prevenir el almacenaje necesario para una empresa, hay que tener en cuenta dosexigencias aparentemente en contraste entre s:

- Por un lado hay que intentar limitar el almacenaje para reducir la mnimo los gastos deinstalacin y no incumplir con las prescripciones de los Bomberos sobre las distanciasde seguridad.

- Por el otro lado hay que prever unas existencias tales de G.P.L. que aseguren a laempresa el ejercicio continuado de su actividad de trabajo (previendo tambin, si seconsidera oportuno, eventuales aumentos de la produccin), sin tener que realizarabastecimientos demasiado frecuentes.

Las existencias de G.P.L. necesarias para una industria se determinan, generalmente,calculad la absorcin media global de todos los aparatos de la empresa y previendoque los abastecimientos se realicen con una periodicidad comprendida entre 8 y 16das.

FACTORES QUE HAY QUE TENER PRESENTES EN LA ELECCIN DE LOS RECIPIENTESLos recip ientes para el almacenaje del G.P.L. son de diferente tipo y capacidad, ypueden dividirse principalmente en: porttiles (bombonas y b idones) y depsitos.Para consumos diarios de hasta 50 Kg de G.P.L. se usan bombonas de 25 Kg, tantoscomo sean necesarios para garantizar la periodicidad de abastecimiento estab lecida.Para consumos diarios que van de 50 a 150 Kg se usan generalmente b idones de 100Kg, siempre tantos como sean necesarios para garantizar la periodicidad deabastecimiento estab lecida.Para consumos superiores el G.P.L. se introduce en depsitos metlicos de capacidadno inferior a 10 m3 para poder aprovechar las vigentes facilidades fiscales.Tambin en este ltimo caso se proyectan depsitos que permitan un almacenaje quegarantice la periodicidad de abastecimiento. Slo en caso de instalaciones ubicadas enzonas muy distantes de los centros de produccin de G.P.L. es conveniente adoptardepsitos de capacidad superior para poder introducir cargas completas de camionescon remolque o camiones cisterna, limitando de este modo los costes de transporte.

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CAPTULO 3

PGINA 48

RECIPIENTES MVILES (BOMBONAS Y BIDONES) Y DEPSITOS FIJOS

BOMBONASLas bombonas generalmente usadas para las ventas "industriales" Pib igas contienen25 Kg de G.P.L. netos. Sus caractersticas constructivas y su capacidad de erogacinen fase de gas son, a saber:- Altura: 800 mm.- Dimetro: 320 mm.- Presin de prueba: 35 Kg/cm

2.

- Presin de estallido: no inferior a 81 Kg/cm2

- Peso tara: 22 Kg aprox. (el peso tara est marcado en la bombona)- Erogacin continua de gas propano a 0C: 300 gr/hora aprox.

BIDONESContienen 100 Kg netos de G.P.L.Estn provistos de dos llaves:- una para la erogacin en fase "vapor" y por este motivo en comunicacin inmediata

con la parte superior del b idn,- otra para la erogacin en fase "lquida" y por este motivo en comunicacin, por medio

de un tubo aspirador sumergido, con el fondo del recip iente.

Sus caractersticas son, a saber:- Altura: 1500 mm.- Dimetro: 500 mm. (excluido el zuncho de rodamiento)- Presin de prueba: 35 Kg/cm

2.

- Presin de estallido: no inferior a 81 Kg/cm2

- Peso tara: 100 Kg aprox. (el peso tara est marcado en el b idn)- Erogacin continua de propano en fase gas a 0C: 1 Kg/hora aprox.

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CAPTULO 3

PGINA 49

DEPSITOS METLICOSSon cilndricos, de fondo esfrico o elp tico, construidos en chapa de acero de tipo yespesor apropiado, estn sellados para una presin de ejercicio de 18 Kg/cm

2 y seprueban a una presin de 23 Kg/cm

2. Estn sostenidos por dos soportes de cementosarmado y se colocan en eje horizontal, sobre tierra o b ien enterrados. La posicin"sobre tierra" es de uso ms corriente. La posicin enterrada tiene la ventaja de querequiere menores distancias de seguridad, pero presenta un inconveniente cuando laA.N.C.C tiene que realizar las operaciones de prueba anual.Dado que los depsitos enterrados tienen, por ley, que estar cubiertos completamentede arena, cuando se tienen que efectuar las operaciones de prueba hay que extraertoda la arena de la fosa hasta dejar al descubierto la chapa del depsito. Por lo tanto lasolucin "depsito enterrado" debe considerarse un caso al cual recurrir slo cuando esabsolutamente necesario. Las dimensiones de los tipos de depsito normalmenteusados son:

- Depsito de 20 mc - Depsito de 25 mclongitud: m 7,20 longitud: m 8,91dimetro: m 2,00 dimetro: m 2,00peso: circa q.li 67 peso: circa q.li 80

- Depsito de 50 mc - Depsito de 100 mclongitud: m 10,25 longitud: m 20,35dimetro: m 2,65 dimetro: m 2,65peso: q.li 110 aprox. peso: circa q.li 240

Fig. 3 - Depsito de mc 20

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CAPTULO 3

PGINA 50

APARATOS DE INTERCEPTACIN, CONTROL Y SEGURIDADToda instalacin de almacenaje y de erogacin de G.P.L. requiere un adecuado equipode dispositivos de interceptacin, de seguridad, de control y medicin.Estos dispositivos estn constituidos por:

- Vlvulas de interceptacin- Vlvulas antirretroceso- Vlvulas de exceso de flujo- Vlvulas de seguridad- Indicadores de nivel- Termmetros- Manmetros- Indicadores visuales de flujo- Filtros

VLVULAS DE INTERCEPTACINSe mandan por medio de un volante o una palanca.Sirven para interrumpir el flujo lquido o gaseoso del G.P.L. Normalmente se colocan alo largo de la red de distribucin y lnea abajo de cada derivacin, para permitir lainterrupcin del flujo en un o varios tramos de la red.Las vlvulas de interceptacin son de tipo diferente en funcin de la forma del rganoobturador, de este modo existen vlvulas de asiento p lano, de mariposa, de bola, etc.Dichas vlvulas necesitan el control peridico de la estanqueidad (se realiza con aguajabonosa) y la sustitucin, si fuera necesario, del rgano que cumple la funcin deprensaestopas.

Fig. 4 - V lvula de interceptacin

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CAPTULO 3

PGINA 51

VLVULAS ANTIRRETROCESOSirven para que el flujo lquido o gaseoso tengan una sola direccin, impidiendoautomticamente al fluido eventuales retrocesos.

Fig. 5 - V lvula antirretroceso

VLVULAS DE EXCESO DE FLUJOSirven para interrumpir automticamente el flujo lquido o gaseoso del G.P.L. si severificaran fugas en puntos situados lnea abajo de la vlvula.Dichas vlvulas estn taradas a un determinado caudal y presin, y por este motivoslo se cierran cada vez que el flujo alcanza o supera los citados valores de tarado. Estaparticularidad debe tenerse presente en el momento de escoger el tipo y lascaractersticas de la vlvula. En efecto, una vlvula con cierre a un caudal apenassuperior al normal de trabajo de la instalacin en la cual dicha vlvula est instalada,podra dar lugar al molesto y en ocasiones peligroso inconveniente de "b loquear" cadavez que se verificara una subida momentnea del caudal, como sucede, por ejemplo,cuando una vlvula de interceptacin ubicada lnea abajo de la vlvula de exceso deflujo se abre con una maniobra demasiado rp ida. Por otra parte, una vlvula de excesode flujo tarada para caudales excesivamente superiores a los de trabajo de lainstalacin, perdera eficacia desde el punto de vista de la "seguridad" en caso de fugasimprevistas de G.P.L:: ms all de ciertos lmites la vlvula podra incluso no cerrarsems, incluso en caso de que la tubera se rompiera por completo.La experiencia, y sobre todo el consejo del personal de instalacin, indicarn en cadaocasin cul es la eleccin correcta y el justo tarado de las vlvulas de exceso de flujo.

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CAPTULO 3

PGINA 52

Cabe tener presente que el "cierre" de las vlvulas de exceso de flujo nunca esabsoluto y total; en efecto, incluso en posicin de "cierre" dichas vlvulas permiten elpaso de un leve flujo de lquido o de gas, esto a fin de restab lecer la presin lneaabajo de la vlvula despus de su cierre, y permitir as la reapertura automticadespus de un tiempo razonablemente breve (unos 15 - 20 seg.) apenas cese lacausa que ha provocado el cierre.Las vlvulas de exceso de flujo se colocan habitualmente en los puntos de entrada ode salida de los depsitos, y en todos los puntos de la red de distribucin donde seobserve la necesidad de una proteccin contra el peligro de improvisas o imprevistasfugas de gas o de lquidos.

Fig. 6 - V lvula de exceso de flujo

VLVULAS DE SEGURIDADTienen la funcin de impedir que la presin en los varios elementos que constituyen unainstalacin de G.P.L. (depsitos, tuberas, vaporizadores, etc.) pueda sobrepasardeterminados lmites con grave peligro para la integridad de los mismos elementos(incluso la explosin).Dicha presin excesiva puede surgir por diferentes causas, a saber:- El depsito est excesivamente lleno (el lquido, al ocupar todo el espacio interior,

anula completamente el cojinete gaseoso, por lo que se genera una presin denaturaliza hidrosttica que, debido a aumentos de la temperatura ambiente, inclusoleves, asume valores altsimos y sin lugar a dudas peligrosos). El nivel de llenadomximo admitido es de l'85% aproximadamente.

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CAPTULO 3

PGINA 53

- Prolongada exposicin a fuente de calor exterior (fuerte irradiacin solar sobre losdepsitos y las tuberas; exceso de calor proporcionado por un vaporizador a causade mal funcionamiento del termostato, etc.)

- Incendio en las cercanas de los recip ientes (situacin ya contemplada en el puntoprecedente, siendo ste el caso de mayor gravedad).

Los casos anteriormente citados, las vlvulas de seguridad, al abrirse automticamente,permiten la salida del G.P.L. (lquido o gaseoso), haciendo de este modo que lapresin en la instalacin no suba todava ms.Las vlvulas de seguridad de uso ms comn son del tipo con "p latillo cargado pormuelle"; en depsitos de dimensiones medianas o grandes (50 m3 y ms) tambin seusan mucho vlvulas del tipo por "palanca o contrapeso".Las vlvulas de seguridad son taradas para iniciar la descarga a una presin de 18Kg/cm2, es decir, a la misma presin para cual han sido sellados los depsitos. Losmismos se cierran automticamente cuando la presin desciende por debajo del valorde tarado. A causa de los inevitab les roces mecnicos que se producen durante elfuncionamiento de las vlvulas, el cierre tiene lugar, casi siempre, por un valor depresin ligeramente ms bajo que el del punto de tarado.Las "luces de paso" del fluido, con la vlvula ab ierta, deben ser tales que permitan lasalida del G.P.L. en cantidad suficiente a fin de que la presin no suba hasta alcanzarvalores peligrosos; por lo tanto las dimensiones de las vlvulas deben escogerse enfuncin del tamao del depsito o del elemento que se deba proteger.El G.P.L. descargado por las vlvulas de seguridad debe ser transportado de modoque no sea motivo de peligro; para las vlvulas colocadas en los depsitosgeneralmente es suficiente que la descarga se realice en "buja", para las colocadas enlos vaporizadores es suficiente que la descarga se realice en el exterior de la cabina.La descarga "libre" slo est permitida para las vlvulas de dimensiones mspequeas colocadas para proteger cortos tramos de tubera.

El mal funcionamiento de las vlvulas de seguridad puede ser debido a:- instalacin inadecuada o dimensionamiento incorrecto;- suciedad en la sede de cierre o en el p latillo;- error de tarado en el momento de la instalacin;- anulacin del tarado por alteracin de las caractersticas mecnicas del muelle a causa

del envejecimiento del material.

Las vlvulas necesitan, por este motivo, ser controladas cuando se realicen los trabajosde gran mantenimiento.

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CAPTULO 3

PGINA 54

5 - Formacin de hielo (en el interior) en los reguladores y medidas para eliminarlo

La expansin del G.P.L. gaseoso en el interior de los reguladores es una

transformacin "endotrmica" (es decir, con absorcin de calor).

Si el salto de reduccin de presin requerido por el regulador es elevado, la

temperatura, especialmente durante el invierno, puede descen

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