Mod1_RESUMEN_Huile

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TEMAS DADOS EN CLASE:

INSTALACIONES DE UNA PLANTA

EDIFICIOS INDUSTRIALES

INSTALACIONES GENERALES DE UNA PLANTA

INSTALACION DE GAS

ILUMINACION Y VENTILACION

DESAGUES Y EFLUENTES

VAPOR DE AGUA

INSTALACION DE AGUA (lo agregue del resumen de Fer)

AGUA CONTRA INCENDIO (lo agregue del resumen de Fer)

INSTALACIONES DE AIRE COMPRIMIDO (hay mas en el resumen de Fer, pero no dimos tanto!)

Nota: El color amarillo indica que esta faltando

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INSTALACIONES GENERALES DE PLANTA

Insumos necesarios

Movimiento de materiales

Instalación y distribución de fluidos (líquidos y gaseosos)

Instalaciones térmicas

Instalaciones de protección contra incendio

Instalaciones de climatización

Montajes de cañerías y protección

Instalaciones de desagües

Almacenamiento de combustibles y su distribución

Instalaciones sanitarias

Instalaciones de energía (FEM e iluminación)

Instalaciones de ácidos y/o cáusticos

Instalaciones de pintura

Instalaciones de comunicación

Insumos necesarios

“Insumo es todo elemento complementario de la industria de proceso que participa en la elaboración de un producto”

Los insumos difieren según el proceso de la industria en cuestión

Movimiento de materiales

Definición: “Movimiento de materiales: es el traslado y almacenamiento de materiales al menor costo posible mediante

el uso de métodos y equipos adecuados”

Para que el movimiento sea eficiente debe cumplir los siguientes objetivos:

a) Ahorrar dinero

b) Ahorrar tiempo

c) Ahorrar M. de O.

Tipos

1- En elevación

2- A nivel de piso

3- Por cañerías

4- Debajo de piso

Objetivo: Ahorrar dinero, tiempo y horas hombre Propiedades del material objeto del movimiento que influyen en la

elección

Químicas

Físicas

Mecánicas

Eléctricas

Térmicas

Tamaño y forma

Dimensiones y peso

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Instalaciones de fluidos

-Líquidos

Agua (sanitaria y de proceso); Combustibles; Lubricantes; Pinturas; Químicos;

-Gaseosos

Gas natural; Aire comprimido; Oxígeno; Anhídrido Carbónico

Instalaciones de agua

Proceso, sanitario, incendio.

Instalaciones de pintura

Automotriz; Terminación de producto; Semielaborados; Sistemas de horneado; Almacenamiento de combustibles y su

distribución; Fuel oil; Gas licuado; Gas comprimido; Naftas; Agricoles

Instalaciones de ácidos y/o cáusticos

Industria Alimenticia; Industria Farmacéutica; Industria Química

Instalación de gas natural

Proceso; Confort

Instalación de aire comprimido

Húmedo; Seco; Alta presión; Baja presión

Instalación de oxígeno, anhídrido carbónico y nitrógeno

Proceso industrial; Hospitalario

Instalaciones térmicas

Calderas de generación de vapor para:

a) Proceso

b) Energía

c) Calefacción

Instalaciones de protección contra incendio

a) Red de agua

b) Red de anhídrido carbónico

c) Matafuegos

Instalaciones de climatización

Proceso

a) Atmósfera controlada

b) Temperatura controlada

c) Presurización positiva

d) Ventilación (Renovación de aire)

Oficinas

a) Aire acondicionado

b) Renovación

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Instalaciones de desagües

Industriales: a) Proceso

b) Sanitación

c) Lavado de equipos y pisos

Pluviales

Cloacales

Instalaciones de energía

Fuerza electromotriz; Iluminación

Instalaciones sanitarias

Vestuario y baños de planta; Oficinas

Instalaciones de comunicación

Telefonía; Red de fibra óptica

Montajes y protección de cañerías, tuberías y conductores

Agua; Aire comprimido; Gas; Vapor; Inflamables; Químicos; Anhídrido carbónico – oxígeno; Nitrógeno; Climatización;

Ventilación; Energía; Media tensión; Baja tensión;

Procedimientos de cálculo

a) Relevamiento de necesidad

b) Definición de puntos de suministro

c) Consumos en cada equipo y/o local

d) Pérdidas en el tendido

Instalación de agua industrial

Utilizada en:

a) Enfriamiento

b) Parte del producto

c) Lavados y/o enjuagues

d) Fluido mecánico en máquina hidráulica

e) Producción de vapor

f) Preparación de baños

g) Transporte de materia prima o desperdicios

h) Climatizaciones en áreas definidas

i) Torres de lavado de gases

Instalación de agua industrial

Extraída de:

a) Mar

b) Río y/o arroyo

c) Lago y/o laguna

d) Napa subterránea

e) Red

Almacenaje en:

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a) Tanque elevado

b) Tanque subterráneo

c) Tanque a nivel de piso (en superficie)

Determinación de capacidad mínima de almacenaje

a) Período de tiempo preestablecido

b) Asegurar suministro en demandas pico

c) Tiempo de operación de planta

Cálculo del diámetro de cañerías de distribución

a) Diámetro interno

b) Pérdidas de carga (nomogramas)

c) Accidentes de cañería (tabla de equivalencia)

Tipos de distribución

a) Tipo “ malla”

b) Tipo “peine”

c) Tipo “anillo”

Instalación de agua para consumo humano

Utilizada en:

a) Bebederos

b) Laboratorios

c) Duchas

d) Baños

e) Comedores

Instalación de agua para consumo humano

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Extraída de:

a) Tanque principal (si es potable)

b) Tanque cisterna (sanitario)

c) Tanque de red

Instalación de aire comprimido

a) Diámetro de la cañería

b) Pérdidas de carga

c) Accidentes de cañería

d) Selección de compresores

Instalación de gas natural

a) Diámetro de la cañería

b) Pérdida de carga

c) Accidentes de cañería

Tendido de cañerías

-Aéreos

a) Pórticos

b) Bastidores

c) Colgantes

-Subterráneos

a) Enterrados

b) Trinchera

TENDIDOS AÉREOS

-Bastidores

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TENDIDOS AÉREOS

Pórticos

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-Puentes

-Soportes y anclajes

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-Soportes y colgantes

-Dobladuras y accesorios

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TENDIDOS SUBTERRÁNEOS

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE EFLUENTES

Se trata de una planta de tratamiento biológica, de digestión aeróbica, compacta y constituida por las siguientes

secciones:

1. Cámara de rejas.

2. Pozo de bombeo.

3. Cámara de aireación.

4. Sedimentador.

5. Cámara de estabilización de barros.

6. Cámara de cloración.

1) Consideraciones generales. Funcionamiento.

La planta de tratamiento está diseñada para una población de 4000 habitantes. Estará construida de cemento, hormigón

armado con encofrado interior fenólico, de un espesor de 15 cm, impermeabilizado con pintura epoxi.

La instalación será subterránea y transitable por personas, cubiertas con chapa antideslizante, pintada con dos manos de

convertidor de óxido y dos manos de esmalte sintético según normas IRAM.

Los equipos eléctricos son comandados desde un panel dentro de la planta, operan en forma automática, necesitando

poca supervisión.

El líquido a tratar ingresará por la cámara de rejas donde quedan retenidos los sólidos, lo cual reduce la carga orgánica

en un 10%, pasando luego a la cámara de bombeo, donde mediante bombas centrifugas, de rotor abierto, es elevado a

la cámara de aireación.

En esta sección se degrada la materia orgánica por bacterias aerobias, ayudadas por la incorporación de oxigeno,

mediante la agitación y aireación. El material orgánico degradado flocula junto con las bacterias.

El líquido pasa al sedimentador, donde los floculo sedimenta, constituyendo el barro, éste barro biológicamente activo,

se recircula a la cámara de aireación, por bombeo. Cuando la concentración de barros es mayor a 350 - 500 ml/l se envía

a la cámara de estabilización de barros, donde se produce la mineralización de los mismos por la acción de

microorganismos aeróbicos y luego se lleva a playa de secado..

El agua tratada pasa por rebalse mediante vertederos a la cámara de cloración, donde se elimina el remanente de carga

orgánica por el agregado de hipoclorito de sodio.

2) Datos del diseño:

Se considera 250 l/habitante día el consumo de agua y una carga de 60 gr. / habitante día, como DBO.

Caudal x cada boca l/día

Volumen diario a tratar m3/día

Caudal medio m3/día

Caudal pico m3/día

Contaminación orgánica mg/l o kg./m3

Carga contaminante Kg. DBO / día

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3) Descripción del sistema

3.1) Cámara de reja, retiene los sólidos gruesos que pueden perjudicar o trabar las bombas de elevación de líquido, otra

opción es poner bombas trituradoras y eliminar las rejas.

Tiene un tamaño de 1 m de ancho donde se colocara la reja con limpieza mecánica. El proceso de limpieza será

automática colocando controladores de nivel en ambos lados de la cámara para asegurarse mayor eficiencia en el

control .

3.2) Cámara de bombeo, es la zona de impulsión de los líquidos. En esta cámara se colocan tres bombas que trabajan

dos a distinto nivel y la tercera de reserva. Recibe hasta el 100% del volumen bombeado por recirculación al fin de

asegurar un proceso aerobico.

3.3) Cámara de aireación, se produce la oxigenación de líquido mediante equipos aireadores de alto rendimiento,

ayudando al desarrollo bacteriano, por ser las mismas aerobicas, produciendo de esta manera la reducción de la carga

orgánica, que es el contaminate que se desea eliminar.

El sistema será por medios de paletas que son accionadas por motores electricos, el objetivo es dispersar el aire en el

volumen total de la cámara.

3.4) Cámara de sedimentación. En esta cámara tiene lugar la separación de los barros permitiendo la descarga final del

liquido clarificado.

En este lugar se coloca una bomba para la recirculación del barro a la cámara de aireación o a la cámara de estabilización

de barros, dependiendo de la concentración de los mismos.

3.5) Cámara de estabilización de barros, permite que los barros sean degradados completamente, mineralizando los

mismos por incorporación de aire con una bomba similar a la utilizada en la cámara de aireación. Posteriormente son

llevados a playa de secado donde se elimina el exceso de líquido, pudiendo utilizar el material obtenido como abono.

3.6) Cámara de cloración. En esta cámara se efectúa la cloración del efluente final, mediante la incorporación de

solución de hipoclorito de sodio al 10%, completando así el proceso de purificación del líquido.

El tiempo de residencia mínima es de 30 minuto asegurándose la eliminación de cualquier tipo de contaminante.

ESQUEMA

Bombeo de barro

Evacuación

De basura

Pozo de Cámara de Cámara de

Reja bombeo Aireación sedimentacion Cloración

Efluentes Efluentes

Cl2

4) Criterios Funcionales

4.1) Sistema de rejas. Es un sistema de autolimpieza, comandada por nivel diferencial antes/después, consiste en un

motorreductor que mueve un sistema de cepillos en forma de rodillos espaciados sobre cadenas sin fin que vuelcan el

residuo arrastrado dentro de un canalón desde el que un chorro de agua lo lleva hasta la playa de secado de barros por

gravedad.

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Este chorro de agua se obtiene mediante un temporizador que abre un paso (electroválvula) desde el envío de la bomba

número dos del pozo de bombeo. Se considera que como la bomba citada va a arrancar aproximadamente ocho veces

diarias una vez por hora precisamente en los momentos del día de mayor afluencia, se puede compensar la irregularidad

de la limpieza de ese canal de evacuación mediante su sobredimensionamiento.

4.2) Pozo de bombeo, en el mismo funcionan tres bombas de 50 m3/h con una altura neta de aspiración de 6 m, con un

caudal de funcionamiento del 75% del valor nominal.

Estos valores surgen de considerar el funcionamiento de dos, con una de reserva. Cuando funcionan las dos llevan un

caudal máximo posible de 100% de Q medio por considerar hasta un 100% de recirculación permanente en la misma

cámara, para evitar la formación de sulfuros en los períodos de Q mínimo, generados por procesos anaerobicos.

La entrada y salida de funcionamiento de las bombas estará comandado por los niveles del pozo, la número 1 por bajo

nivel, siendo este el mínimo necesario de aspiración.

La bomba número 2 está comandada por un nivel intermedio.

Existe un nivel máximo de emergencia, con el cual se acciona una alarma sonora y pone en servicio la bomba número 3.

Se coloca una llave selectora que asigna por opción manual la función de la bomba número 1 , 2 y 3 con el consecuente

corrimiento de funciones, para mantener la compensación de desgastes y situación de mantenimiento (una bomba por

vez).

4.3)Cámara de aireación En la cámara de aireación se colocarán dos aireadores de 20 Hp cada uno, cubriendo de esta

forma la capacidad necesaria de aireación y mezclado de la totalidad de la masa liquida.

El concepto de reserva surge de aceptar un déficit de aireación del 25% cuando uno de esos equipos se encuentra en

mantenimiento.

4.4)Cámara de sedimentación de barros. Posee una bomba de 80 m3/h, para poder recircular hasta un 100% del caudal

medio, hacia la cámara de aireación.

De acuerdo al resultado del análisis del cono Immof, se determina que esos barros se deben ser transferidos a la cámara

de estabilización de barros, por ser este análisis de tipo manual y no condicionado a tiempos críticos, se realiza

manualmente, la transferencia a la cámara de barros. Los valores son de 350 a 500 ml/l de sólidos sedimentables en una

hora.

Esta cámara tambien posee un barredor de fondo para acumular los barros en el centro del mismo.

4.5)Cámara de barros Los barros generados en la sedimentación son terminados de digerir en esta cámara, donde se

deja trabajar a los microorganismos de forma que consuman la totalidad de la materia orgánica, mineralizando de esta

forma al sólido, que una vez separado del exceso de líquido, en la playa de secado se puede utilizar como abono por

ejemplo.

Trabaja con un aireador de 20 Hp, similar al los de la cámara de aireación.

4.6)Cámara de cloración El líquido se pone en contacto con hipoclorito de sodio en solución al 10%, con un tiempo de

residencia mayor a 30 minutos, garantizando eliminar el resto de materia orgánica y de microorganismo que pudiesen

persistir aún. El tiempo de residencia se obtiene por diseño, generando un recorrido sinuoso en forma de S.

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Se incorporará una concentración de 12 a 15 mg/l de hipoclorito sobre el efluente. El equipo clorador se compone de un

tanque de 90 litros de capacidad de hipoclorito al 10% de cloro con una bomba a diafragma de caudal seteable local y

manualmente entre 0 y 6 litros hora .La potencia de esta es mínima y se considera solamente a los efectos de su

alimentación de energía. El concepto de reserva se basa en la eventualidad de que durante un mantenimiento se clore

mediante solución de hipoclorito entregada manualmente en cantidades discretas.

4.7)Playa de secado de barros Es una superficie ligeramente inclinada hacia el centro, de piso de cemento, con

colectora central de líquidos, una cama de grava, arena y cubierta con ladrillos sueltos y separados pocos cm o piezas de

cemento con idénticas características.

El barro bombeado desde la cámara de barros se deposita en la playa de secado que por escurrimiento y evaporación,

producida por efecto de la temperatura ambiente y la circulación de aire, se elimina el exceso de liquido. El tiempo

necesario depende de la época del año, oscilando de 25 a 35 días.

DESCRIPCION DE TAREAS

Estudio de suelo sobre el área del emplazamiento.

Excavación, en las áreas de cámaras. Rehubicación del suelo extraído, utilizándolo en las zonas perimetrales.

Hormigón armado para todos los tabiques y pisos

Cálculo de estructuras.

Impermeabización de cámaras y vertederos, con pintura epoxi,doble capa.

Rejas de limpieza automática

Baranda circundante a todo el emprendimiento para su delimitación, con resistencia mecánica de 100 Kg.

Vereda circundante para transito de operarios sobre todas las cámaras.

Cabina de comando, que permita contener el tablero de mando de todas las electrobombas.

Toma de fuerza electromotriz y cableado hasta el tablero.

Tablero general de comando, que incluya los dispositivos de puesta en marcha y parada de todas las bombas,

iluminación exterior, señalización perimetral y alarmas.

Iluminación general y perimetral.

Alarma de fallas.

Alambrado perimetral olimpico.

Cañerias de PVC clase 4.

Laboratorio y servicios generales.

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PROYECTO INTEGRAL DE PLANTA

TRATAMIENTOS DE EFLUENTES

Antes de comenzar a mencionar los distintos tipos de tratamiento, vamos a repasar todas las leyes nacionales y

provinciales referentes a estos temas y definir lo que es una EIA (Evaluación de Impacto Ambiental)

Leyes Provinciales

Ley 11723 Medio Ambiente

Ley 11720.Dec.896/97 Residuos Especiales

Ley 11347.Dec.450. Residuos Patogénicos.

Ley 11459-Dec. 1741 Otorga un certificado de actitud ambiental.

Ley 5965 Dec.3395/96 Otorga certificado de permiso de vuelco

Leyes Nacionales

Ley 24050. Compuestos químicos

Ley 24051.Dec.831/93 Residuos Peligrosos (S.R.N y Desarrollo Sustentable)

Definición “EIA”

Procedimiento destinado a identificar, predecir, interpretar y comunicar las consecuencias o efectos de las acciones

humanas sobre el medio ambiente, la salud y el bienestar humanos.

Objetivo

a) Proteger los recursos naturales y la salud publica y ecológica, es decir proteger la calidad ambiental y por ende la

calidad de vida.

b) Identificar, predecir y valorar impactos de una acción propuesta.

c) Proponer alternativas al proyecto que logre un menor impacto ambiental.

e) Identificar medidas para mitigar los impactos negativos y para resaltar los positivos.

f) Comunicar los resultados a los responsables de toma de decisión, a los usuarios y al publico en general.

Características distintivas de una EIA

a) Es una herramienta de planificación, por lo tanto es preventiva.

b) Acompaña las etapas del proyecto desde su concepción.

c) Es un proceso de análisis continuo, objetivo, e interdisciplinario.

e) Es una herramienta probabilístico, por que solo se puede prever y no asegurar que ella Ocurra

Importancia.

a) Incorpora el criterio ambiental en la resolución del problemas.

b) Reduce costos, ahorra tiempo y genera un producto superior.

c) Facilita y respalda la toma de decisiones fundamentales.

d) Fomenta la participación publica.

e) Una EIA representa un bien ambiental, económico, político pero sobre todo un bien ético.

Información del proyecto:

* Objetivo y justificación.

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* Ubicación

* Vinculación con las normas vigentes

* Especificaciones: Procesos, capacidad, materias primas, consumos, efluentes y residuos.

* Vida útil

Etapa de una EIA en el proyecto.

1) Identificar las acciones básicas que pueden causar impactos potenciales en las distintas etapas del proyecto:

Preparación del sitio, construcción, operación y abandono.

2) Definir área de influencia.: Límites naturales (Cuencas, Ecosistemas, Arreas afectadas por dispersión de residuos y

contaminantes al agua suelo y aire).

Límites dados por: Grupos sociales afectados, Actividad económica afectadas

Para realizar una evaluación del impacto hace falta construir una matriz, en donde se vuelcan los distintos factores

impactado y acciones que pueden causar cada paso del proyecto.

RESIDUOS INDUSTRIALES.

Los residuos industriales pueden ser: Sólidos, Líquidos y Gaseosos, cada uno de ellos son tratados

de distintas manera.

Definición de residuos sólidos industriales (RSI): Se llama residuos sólidos industriales a la materia sólida generadas en

las industrias, y en parte en el consumo de productos industriales, que no han alcanzado valor económico en el contexto

en que son producidas.

Los RSI o desechos pueden ser producido en los procesos de fabricación, en el uso y desgaste de materiales propios de

la actividad y como desecho de productos industriales viejos.

Indicadores de la contaminación:

Los RI dentro de su diversidad, pueden ser controlado a través de tres índices básicos:

1) Volumen

2) Composición.

3) Características de riesgo: De incendio, De Lixiviación, De olores, De insectos y roedores.

En general, cuando se requiere eliminar los distintos tipos de residuos es preciso realizarle un previo tratamiento para

eliminarlo o reutilizar.

RESIDUOS INDUSTRIALES LÍQUIDOS

Existen industrias que de una forma u otra utilizan el agua, de forma que al terminar el proceso el liquido usado ha sido

degradado por adición de sustancias o características físicas contaminantes.

En la mayoría de los casos los RLI representan un riesgo potencial para el medio ambiente por la carga de

contaminantes presente en ella

Para facilitar el tratamiento de estos residuos es importante conocer sus propiedades y de donde provienen, para de

esa manera encontrar la mejor forma de tratamiento.

CLASIFICACIÓN

a) RLI con constituyentes minerales. Son efluente que contienen métale pesados como ser cromo, compuestos

halogenados y otra series de sustancias inorgánicas.

Industrias que producen estos RLI: Minería, Procesos galvanoplásticos, Curtiembres.

b) RLI con constituyentes Orgánicos: La carga orgánica de estos RLI pueden ser muy variada dependiendo del tipo de

actividad industrial. Especialmente existen determinadas sustancias orgánicas tale como la celulosa, los tanino, los

compuesto azufrado y clorados etc. que resultan difícil de biodegradar y por lo tanto necesita un especial cuidado y

tratamiento.

Industrias generadoras: Industrias Farmacéuticas y Alimenticia.

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e) Los RLI. que producen cargas térmicas: En este grupo están todos aquellos vertidos que una vez incorporados al

receptor provoca un cambio de temperatura.

Industrias generadoras: Centrales térmicas, Torres de enfriamientos

Los pasos a seguir son:

• Tratamiento biológico:

Para este tipo de tratamiento se emplean microorganismos que lleva acabo la degradación, mediante proceso de

oxidación

Uno de los factores a tener en cuenta es el tipo de microorganismo a emplear y el rendimiento que éstos aseguran.

a) Filtros biológicos

b) Lodos activados.

c) Laguna de aireación

d) Laguna de estabilización.

• Tratamientos físicos:

El objetivo es la de separar determinadas sustancias presente en base a sus propiedades físicas.

a) Separación de aceites.

b) Sedimentación.

c ) Flotación

d) Filtración

e) Incineración

• Tratamientos químicos.

a) Neutralización

b) Precipitación y coagulación

c) Reacciones de oxidación

• Diagrama simplificado de administración de RS

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DISEÑO DE INSTALACIONES PLUVIALES

Objetivo de la clase:

Conocer y entender la necesidad (problemática)

Conocer los datos de partida necesarios.

Establecer las pautas mínimas para el diseño del sistema de red pluvial para una planta industrial.

Conocer las limitaciones para el diseño (Normas, Legislaciones, etc.)

Conocer como se debe dejar asentada la información.

DEFINICIÓN: Un sistema de drenajes pluviales es un conjunto de obras e instalaciones destinada a dar flujo a las aguas

provenientes de las precipitaciones pluviométricas (lluvias).

Concepto general:

ELEMENTOS DEL SISTEMA:

estructura de captación

estructura de conducción

estructura de conexión y mantenimiento

estructura de vertido

instalaciones complementarias

disposición final

Pasos para el diseño:

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Caudal de Diseño:

Diseño físico.

Dimensionamiento:

CAUDALES DE DISEÑO

La aportación de caudales a un sistema de drenaje dependen principalmente de:

-Dimensiones del área a drenar (a)

-Forma del área a drenar (f)

-Pendiente del terreno (p)

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-Intensidad de la lluvia (i)

-Coeficiente de permeabilidad (k)

Q = f ( A, F, P, I, K )

PARA LA DETERMINACIÓN DEL CAUDAL DE DISEÑO SE DEBERÁ CONSIDERAR:

1) CARACTERÍSTICAS DE LAS PRECIPITACIONES (PLUVIOMETRÍA):

INTENSIDAD: Es la magnitud de precipitación por unidad de tiempo. (Ej. 40 mm/h)

DURACIÓN: Es el tiempo transcurrido entre el comienzo y fin de la precipitación.

FRECUENCIA: Número de lluvias en un determinado período de tiempo.

INDICE DE FRECUENCIA: Número “n” de repeticiones que una tormenta de una determinada característica se repite en

un año.

RECURRENCIA: Es el tiempo que tarda en repetirse una lluvia de determinada características. Se determina como la

inversa de la frecuencia (1/n).

También se lo denomina período de retorno.

CARACTERÍSTICAS DE LAS PRECIPITACIONES (PLUVIOMETRÍA):

1) utilización de mapa de isohietas o isoyetas

2) curvas intensidad – duración – frecuencia

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PARA LA DETERMINACIÓN DEL CAUDAL DE DISEÑO SE DEBERÁ CONSIDERAR:

2) SUPERFICIE DE LA CUENCA

Coeficiente de escorrentía (O):

Considera las características locales propias del suelo (humedad, absorción, etc.)

Valores de referencia:

Superficies metálicas, Tejas 0.9 – 0.95

Pavimentos y Aceras 0.85 - 0.9

Superficies sin edificar 0.1 – 0.3

Bosques y Parques 0.01 – 0.2

3) METODOLOGÍA UTILIZADA EN LA ESTIMACIÓN DE CAUDAL

El Método Racional considera:

Es aplicable a pequeñas cuencas

Lluvia uniforme durante un período de tiempo

La infiltración del suelo se mantiene constante. El O no varía.

Se considera un gasto constante en la descarga

Q: Caudal máximo (m3/s)

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O: Coeficiente de escorrentía (Adimensional)

A: Área de la cuenca tributaría (Hectáreas)

I: Intensidad de lluvia (mm/h)

DISEÑO FISICO DEL SISTEMA PLUVIAL

ELEMENTOS DEL SISTEMA:

ESTRUCTURA DE CAPTACIÓN

ESTRUCTURA DE CONDUCCIÓN

ESTRUCUTRA DE CONEXIÓN Y MANTENIMIENTO

ESTRUCUTRA DE VERTIDO

INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS

DISPOSICIÓN FINAL

ESTRUCTURA DE CAPTACION

Sumideros

Sumideros (boca de tormenta)

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ESTRUCTURA DE CONDUCCION

Conductos cerrados

Conductos abiertos

ESTRUCTURA DE CONEXIÓN

Pozos de vista o cámaras de inspección

o Se deben de utilizar en las uniones de varias tuberías, en los cambios de diámetro, de dirección y de pendiente.

o Los pozos de visita deberán de cumplir las mismas especificaciones de los pozos de drenaje sanitario.

Posos de vista o cámaras de inspección:

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ESTRUCTURA DE VERTIDO

Vertido a cielo abierto

DISEÑO FÍSICO

1-DIVISIÓN DE LOS SISTEMAS PLUVIALES

o Sistema pluvial para superficies cubiertas (instalaciones sanitarias internas)

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o Sistema pluvial para superficies abiertas – alcantarillado (instalaciones sanitarias externas)

2-SISTEMA PLUVIAL PARA SUPERFICIES CUBIERTAS (EDIFICIOS)

En el diseño se deberá considerar:

o La forma de la cubierta de cada edificio.

o La interconexión con el sistema de alcantarillado/sumidero.

Configuraciones de cubierta:

3-SISTEMA PLUVIAL PARA SUPERFICIES ABIERTAS – ALCANTARILLADO

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Diseño de calles

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Localización de sumideros.

Localización de sumideros (REJAS)

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Cámara de inspección.

4-ETAPA DE DIMENSIONAMIENTO Y VERIFICACIONES

Dimensionamiento

Determinación de los diámetros:

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Velocidades altas promueven la erosión del material.

Velocidades bajas promueven la sedimentación.

Determinación de las velocidades para tubería llena: para las tuberías que funcionan a tubo lleno se podrá usar

la ecuación de Manning, la cual toma la siguiente forma:

Ecuación para tubería parcialmente llena y canales abiertos:

Rango de velocidades permitidas tubería llena:

Rango de velocidades permitidas tubería parcialmente llena:

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CONSIDERACIONES GENERALES

o Por tratarse de un sistema, en su mayoría, de escurrimiento por gravedad, se deberán prestar atención al

correcto estudio de las pendientes.

o Tener cuidad con los diámetros seleccionados para las bajadas en cubiertas de edificio ya que las bajadas no

trabajan a sección llena.

o Verificar alturas de conexión.

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NUEVAS TECNOLOGÍAS

Algunos ejemplo de nuevas tecnologías:

1) sistemas de amortiguación para evitar inundaciones

2) aprovechamiento de agua de lluvia

Sistemas de amortiguación para evitar inundaciones

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Mallas para evitar el ingreso de hojas:

1- FILTRADO. Se efectúa antes de que el agua llegue al depósito de recogida, de forma que la suciedad no entre en el

mismo

2- DEPÓSITO DE RECOGIDA. Donde se almacena el agua que se escurre del techo ya filtrada.

3- BOMBEO. para la distribución de agua a través de todo el circuito del sistema.

Proyecto Integral de Plantas II - Facultad de Ingeniería U.N.L.P.

4- REALIMENTACIÓN DEL AGUA POTABLE. El sistema prevé el abastecimiento de agua potable a través de una válvula

magnética, en épocas de escasez de agua de lluvia.

5- INTERRUPTOR DE NIVEL. Acciona la válvula magnética para el rellenado del depósito con agua potable, en tiempos de

poca lluvia.

6- SIFÓN DE DESCARGA. Para evitar derrames en caso de sobrecarga del depósito.

DOCUMENTACION

Lay-out de la instalación (indicar, líneas y cámaras, pendientes, etc.)

Memoria descriptiva (descripción general del sistema: edificios, sectorización, etc.)

Memoria de cálculo (descripción de los métodos de cálculo, hipótesis, etc.)

Diagrama de flujo / p&id de la instalación (identificación de cámaras, líneas, etc.)

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EDIFICIOS INDUSTRIALES

TIPOS

- Edificio de uso general

- Edificio de una planta

- Edificio de dos o más plantas

- Edificio con galerías y/o sótanos

CARACTERÍSTICAS DEL EMPLAZAMIENTO

Líneas ferroviarias y apartaderos

Carreteras y caminos

Canales o ríos

Puentes

Áreas cercadas para almacenaje, parque de vehículos, prado, jardines

Edificaciones exteriores: tanques de almacenamiento, depósitos de agua, pozo, bombas, incinerador, vertedero

Andenes, almacenes de depósito (docks), rampas, fosos

CONSIDERACIONES QUE PUEDEN AFECTAR AL DISEÑO

Alturas y espacios libres por encima del edificio

Fortaleza del suelo

Carga del cielo raso o fortaleza de la estructura

Elevaciones sobre el nivel del suelo

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Grados y anchuras de declive

Situación y tipos de puertas

Altura y anchura de puertas

Situación y anchura de pasillos

Situación de ascensores, dimensiones y capacidad

Espacio y situación de aberturas en el suelo

Situación de líneas de servicios auxiliares

Situación y espacio para el equipo del edificio o para instalaciones fijas

Situación y tipos de ventanas

Situación y espacio de columnas

Paredes

Situación de tabiques

Situación de servicios de embarque y recepción

Situación y condiciones de las características del terreno exterior

Condiciones del subsuelo y desagües

Restricciones por situación, debido a humos, vapores, olores, servicios sanitarios, etc.

Vientos dominantes

Pendiente y contorno del terreno

Situación de señales de aviso o luces para caso de inundación

SELECCIÓN Y DISEÑO: CLASIFICACIÓN SEGÚN INDUSTRIA

Autopartistas

Fundiciones

Metalúrgicas (Forja, laminación, extrusión, trefilación, calderería)

Papeleras

Cerámicas

Plásticas

Textiles

Cristalerías

Alimenticias

Automotrices y/o ensamble

Farmacéutica y otras

Maderera

Caucho

Químicas y/o pinturas

ÁREAS DE DESTINO CON SUPERFICIE CUBIERTA

Producción

Servicios auxiliares Sala de bombeo, sala compresores, laboratorios, mantenimiento,

herramental, matricería, usina, planta tratamiento de agua y efluentes

Administración (Recepción, gerencia, oficinas)

Almacenes

Vestuarios y/o servicios higiénicos

Comedores y cocinas

Servicio médico

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Ingreso a planta – vigilancia y control

EDIFICIO TECHO PARABÓLICO: con ventilación natural

HORMIGÓN-MAMPOSTERÍA: ventanas que se deben tener en cuenta la orientación a la salida y puesta al sol.

PANELES PRETENSADOS: son rapidos de montar, altura única.

ESTRUCTURA METÁLICA: estereoestructura.

PANELES AISLANTES: son rellenos con placas de vidrio, espuma de poliuretano (usadas en ind. textil)

ESTRUCTURA LUMINOSA

EDIFICIO PARA CALDERERÍA

INDUSTRIA ALIMENTICIA

INDUSTRIA TEXTIL

ESTRUCTURA COMBINADA

ESTRUCTURA TIPO SHED

OFICINAS

MOVIMIENTO DE MATERIALES

Definición “Movimiento de materiales es el traslado y almacenamiento de todo tipo de material al menor costo posible

mediante el uso de métodos y equipos adecuados”

PRINCIPIOS FUNDAMENTALES del MOVIMIENTO DE MATERIALES

Todo movimiento se debe eliminar y/o minimizar.

Cada operación será mecanizada y/o automatizada

Planear cada operación según distribución en Planta.

Analizar y Especificar un Equipo adecuado.

Máxima economía y adaptabilidad.

PROPIEDADES

QUÍMICAS

FÍSICAS

MECÁNICAS

ELÉCTRICAS

TÉRMICAS

TAMAÑO Y FORMA

DIMENSIONES Y PESO

TIPOS DE MOVIMIENTOS

*SIMPLES- Forma y tamaño no cambian. Ej: Material a granel: Carbón, Cereales, etc.

Unidad tipo: Bolsas, Cajas, Tambores, etc.

*MÚLTIPLES- Cambia forma y/o tamaño. Ej: Piezas de fundición: Cambia equipo para el movimiento.

Resinas plásticas : Varias operaciones

PUENTE GRUA: maneja piezas de porte.

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PALA FRONTAL: para trasladar elementos a granel.

TRANSPORTADOR A CINTA: a cielo abierto (ind. minera).

TRANSPORTADOR AEREO

TRANSPORTADOR A TABLILLAS

ENCAJONADORA

PALETIZADORA

MESA DE RODILLOS-CINTA:

TPTES.AÉREOS-RODILLOS

TPTE.ALIMENTOS

TPTE.PRODUCTOS CÁRNEOS

TPTE.CÁMARAS-ALMACENES

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DISEÑO DE INSTALACIONES DE GAS

PARAMETROS DEL GAS Para definir al gas dentro del sistema será necesario conocer:

Presión

Temperatura

Composición

Factor de Compresibilidad

Densidad IMPORTANTE:

Siempre que se especifique un gas (aire, gas natural, acetileno, oxígeno, nitrógeno, etc.) se deberá indicar la PRESIÓN y TEMPERATURA a la cual está referido. Para ello existen CONDICIONES DE REFERENCIAS: Condición Standard (std) Temperatura (std): 60 ºF (15,5 ºC) Presión (std): 14,7 psi(a) (1,013 bar(a)) Condición Normal (N) Temperatura (N): 0 ºC Presión (N): 1 bar(a) Es la condición de presión y temperatura a la cual se encuentra el gas en el instante considerado. Generalmente se referencia a valores de presión manométricos. PASAJE ENTRE CONDICIONES DE REFERENCIAS:

Ejemplo: 5 Am3/h (5 bar(g) y 20ºC) – Caudal referido a condiciones reales (actuales). 5 Sm3/h – Caudal referido a condiciones standard. Composición: _ El Gas es un hidrocarburo que está formado por distintos componentes:

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1) Factor de Compresibilidad:

NOTA: Las presiones están dadas en kPa(a) y las temperaturas en K.

Si se considera al gas como ideal, entonces el valor de Z=1

Como valores de referencia pueden tomarse: Tsc: 200 K Psc: 4656 kPa(g)

2) Densidad:

NOTA: Las presiones están dadas en kPa(a) y las temperaturas en K. MW: Peso molecular

DISEÑO DE INSTALACIONES

DEFINICION: Abarca a los tramos de tubería comprendidas entre el punto límite de jurisdicción con la prestadora del servicio de gas, (PUNTO DE ENTREGA) hasta los artefactos incluidos los conductos de ventilación y evacuación de gases de combustión.

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La INSTALACIÓN deberá diseñarse para VINCULAR CONSUMO y SUMINISTRO al menor costo, y respetando la seguridad de los operarios y equipos. ELEMENTOS DEL SISTEMA: Estructura de captación Estructura de conducción Estructura de regulación y medición estructura de bloqueos y venteos de seguridad Instalaciones complementarias (odorizado) Consumo (equipos) Pasos para el diseño:

DEFINICIÓN DE LOS CONSUMOS 1) Cantidad de elementos (a instalar y/o existentes): -Número de equipos a instalar. -Marca o modelo. -Factor de Simultaneidad. Aclaración: Si existiesen equipos ya montados y operativos, deberán considerarse en los cálculos de acuerdo a su ubicación en la red. 2) Caudal de Operación: -Consumos Normales (nominal). -Consumos Máximos y Mínimos. 3) Presión de Operación: -Presión Normal. -Presión Máxima y Mínima de Operación. NOTA: Se deberá conocer límites mínimos y máximos de funcionamiento. 4) Temperatura de Operación: -Temperatura Normal. -Temperatura Máxima y Mínima de Operación.

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NOTA: Se deberá conocer límites mínimos y máximos de funcionamiento. 5) Otra Información Importante: -Calidad del Gas (poder Calorífico). -Composición del Gas -Impurezas (otros gases, sólidos , condensado, lubricantes, etc.). NOTA: Debe tenerse presente los parámetros recomendado por proveedores de los equipamientos. INSTALACIÓN GAS ENVASADO

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DEFINICIÓN DE LA FUENTE DE SUMINISTRO

Para todos los casos se deberá conocer: -Presión de suministro. -Temperatura de suministro. -Caudal de suministro. -Composición del gas Nota: Tanto para el suministro envasado como el de red, están regulados por Entes de Control. Esto quiere decir, que los parámetros de suministro se deben considerar como datos conocidos, ya que los transportistas y distribuidores deben cumplir con calidades mínimas ya fijadas. Diseño de la instalación

Filosofía de Operación y Control Establecer la Filosofía de operación y control, significa conocer:

Cómo se comportará el sistema frente a variaciones en el consumo y o suministro.

La posibilidad de operaciones manuales y/o automáticas, locales y/o remotas.

Conocer (definir) las acciones y supervisión sobre el sistema durante:

Puesta en marcha/parada de la Instalación.

Condición de mantenimiento de algún equipo.

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Condiciones de emergencia (previamente definidas).

Se deben describir las situaciones de operación normal, mantenimiento y de emergencias.

Desarrollar procedimientos con las acciones a realizar por los operadores. IMPORTANTE: Siempre realizar primero un diagrama (P&ID), en donde se vuelque la información. Allí se podrá estudiar si están todos los elementos necesarios. Lay-out – Ubicación de los Consumos:

Se ubican en función de la actividad productiva.

Pueden requerir respetar distancias de seguridad según normativas o legislaciones aplicables.

En espacios cerrados verificar cantidad de ventilaciones.

Lay-out – Ubicación del Suministro:

Depende de la disponibilidad en la Planta.

El Lay out debe contemplar por donde pasa la red existente, y respetar las distancias de seguridad.

No siempre se tiene gas tratado (se debe tratar, en caso contrario, el servicio y la vida útil del equipo no están aseguradas).

El recorrido de cañerías:

Deberán ser del diámetro mínimo que cumpla con los requerimientos de pérdida de carga y velocidades admisibles . (NAG 200 y NAG 201)

No deberá entorpecer el recorrido, se deberán respetar las tapadas mínimas en tramos enterrados, la protección contra la corrosión. (NAG 200 y NAG 201)

CÁLCULOS Y VERIFICACIONES Qué se debe calcular o verificar de una instalación? 1) Distancias de seguridad (en Lay-Out): _ Entre equipos que consumen gas y otros equipos de procesos o instalaciones. _ Estación de regulación y medición a otras instalaciones _Tanques de suministro envasado y otras instalaciones _ Etc. 2) Diámetros de cañería: Los diámetros de las cañerías se determinan a través de dos métodos: _ El método de la velocidad _ Resolviendo el sistema de ecuaciones (Caudal- Diámetro) _ Según NAG 201, en todos los puntos de la instalación, la velocidad de circulación del gas deberá ser siempre inferior a los 40 m/s. Valores de referencia: _ Líneas de gas operador: menor a 13 m/s _ Líneas de gas combustible: menor a 13 m/s _ Gasoductos baja presión: 7 a 10 m/s _ Gasoductos alta presión: 8 a 12 m/s _ Alimentación motores de combustión (4 tiempos): 30 a 40 m/s _ Alimentación motores de combustión (2 tiempos): 29 a 32 m/s _ Estaciones de regulación y medición (NAG 126): 15 a 21 m/s

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3) Pérdida de Carga:

o Recordar que la perdida de carga produce una caida en la presión en el extremo de la línea. o Se debe controlar que la presión en la llegada al equipo sea, por lo menos, la presión mínima de

servicio. El Decreto 351/79 (reglamentación de la ley 19.587 de Higiene y Seguridad en el Trabajo) es mandatario con respecto a los siguientes ítems:

Nivel Sonoro Continuo Equivalente (N.S.C.E.): es el nivel sonoro medio en dB(A) de un ruido supuesto constante y continuo durante toda la jornada, cuya energía sonora sea igual a la del ruido variable medido estadísticamente a lo largo de la misma.

Dosis máxima admisible:

Ningún trabajador podrá estar expuesto a una dosis superior a los 90 dB(A) de Nivel Sonoro Continuo Equivalente, para una jornada de 8 hs y 48 hs semanales. Por encima de los 115 dB(A), no se permitirá ninguna exposición sin protección individual

ininterrumpida mientras dure la agresión sonora. Asimismo, en niveles mayores de 135 dB(A), no se permitirá el trabajo ni aún con el uso obligatorio de protectores individuales.

4) Ruido: Según NAG 201, se deberá prever sistemas de atenuación de ruidos a fin de que el nivel sonoro máximo de las instalaciones se ajuste al siguiente detalle: Dentro del recinto de regulación y medición: 100 dB Exterior al recinto de regulación y medición en zona industrial: 70 dB Próximo a viviendas durante el día: 55 dB Próximo a viviendas durante la noche: 35 Db Cálculo de la intensidad de ruido o nivel de potencia: El nivel de potencia (Lw): permite cuantificar la intensidad del ruido, emitido por una fuente cualquiera, y que es percibido por un oyente.

Lw: Nivel de Potencia (dB) W1: Potencia a estudiar (W) Wo: Potencia de referencia = 10-12 (W) Según “Instrument Engineers Handbook: Process, control and optimization”, la variación de la intensidad de ruido con la distancia a la fuente se calcula de la siguiente manera: Considerando una fuente puntual de ruido (ej: válvula reguladora):

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_ Lx: Nivel de potencia a una distancia “x” de la fuente puntual (dB) _ Lfuente: Nivel de potencia emitida por la fuente puntual (dB) _ Rx: Distancia de cálculo (m) _ Ro: Distancia de referencia (m) Nota: Generalmente Ro= 1(m) + Diámetro exterior/2 (m) Considerando una cañería

_ Lx: Nivel de potencia a una distancia “x” de la fuente puntual (dB) _ Lfuente: Nivel de potencia emitida por la fuente puntual (dB) _ Rx: Distancia de cálculo (m) _ Ro: Distancia de referencia (m) Nota: Generalmente Ro= 1(m) + Diámetro exterior/2 (m) IMPORTANTE: Cuando se especifique del ruido se deberá aclarar a qué distancia fue medida, con respecto a la fuente de emisión, en caso contrario, se presupone una medición tomada a 1 (uno) metro de dicha fuente. 5) Protección contra la Corrosión Causas de corrosión

o Heterogeneidad de la superficie del metal (composición heterogénea debido a impurezas en el metal de la cañería)

Cálculos y Verificaciones

o Heterogeneidad del electrolito (la cañería atraviesa zonas de terreno de distinta naturaleza) o Contacto de metales diferentes (corrosión galvánica - uno de ellos actúa de ánodo y el otro de cátodo) o Influencia de corrientes vagabundas (defectos en las instalaciones eléctricas – puesta a tierra) o Acción bioquímica (defecto de oxígeno – formación de bacterias anaeróbicas que en presencia de

sulfatos contenidos en el suelo, provocan formación de hidrógeno sulfurado) Métodos de protección:

I. Protección aislante: o Aislación con revestimiento de la cañería. (tipo epoxy, antióxido a base de cromato de zinc) o Aislación de la cañería de otras estructuras mediante juntas y cuplas aislantes (dieléctricas).

II. Protección catódica:

o Protección con ánodos galvánicos: Consiste en la modificación del potencial electroquímico del metal

de la cañería, a un valor en que la velocidad de corrosión sea nula. Para ello se utilizan ánodos de sacrificio (ánodos de zinc o magnesio).

o Protección con rectificadores: equipos suministran corriente continua a la estructura. El sistema posee a su vez una serie de electrodos de hierro o grafito, llamados ánodos dispersores ubicados a una distancia de 50 a 200 metros dependiendo del tipo de suelo y estructura a proteger.

Para la protección contra la Corrosión: Se deberá estudiar el tipo de suelo del terreno elegido para poder diseñar el sistema de protección más adecuado.

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DISEÑO DE INSTALACIONES DE AIRE COMPRIMIDO

Objetivo de la clase: _ Repasar conceptos básicos propiedades del aire _ Conocer y entender la necesidad (problemática) _ Conocer los datos de partida necesarios. _ Establecer las pautas mínimas para el diseño del sistema de red aire comprimido para una planta industrial. _ Conocer las limitaciones para el diseño (Normas, Legislaciones, etc.) _ Conocer como se debe dejar asentada la información.

Parámetros del aire: _ Presión _ Temperatura _Composición _ Temperatura bulbo seco _ Temperatura bulbo húmedo _ Densidad _ Factor de Compresibilidad _ Humedad específica/relativa _ Temperatura de rocío Cuando se indique el caudal de aire, se deberá indicar la PRESIÓN y TEMPERATURA a la cual está referido. Se deberá considerar los cambios en los parámetros del aire debido a la ALTITUD de la instalación. Valen las mismas CONDICIONES DE REFERENCIAS que las antes mencionadas para las instalaciones de gas natural. La producción de agua de condensación en el aire comprimido depende en primer lugar de la humedad relativa (cociente entre la humedad absoluta y la humedad de saturación) del aire de aspiración y de la temperatura. Se utilizaran las siguientes ecuaciones:

Composición: El aire está constituido como una mezcla de distintos componentes:

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Se llama sistema de aire comprimido a la instalación industrial que abarca a los equipos de compresión y acondicionamiento, acumulación y cañerías de interconexión con los consumos.

La INSTALACIÓN deberá diseñarse para VINCULAR CONSUMO y SUMINISTRO al menor costo, y respetando la seguridad de los operarios y equipos. ELEMENTOS DEL SISTEMA

Estructura de compresión Estructura de conducción Estructura de acondicionamiento Estructura de bloqueos y venteos de seguridad Equipos complementarios (filtros y trampas) Consumo (equipos)

Pasos para el diseño:

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ESTABLECER ARAMETROS DE DISEÑO:

DEFINICIÓN DE LOS CONSUMOS 1) Cantidad de elementos (a instalar y/o existentes):

Tipo de consumo

Número de equipos a instalar.

Marca o modelo.

Factor de Simultaneidad. Aclaración: Si existiesen equipos ya montados y operativos, deberán considerarse en los cálculos de acuerdo a su ubicación en la red. 2) Condiciones de Operación:

Consumos Normales (nominal), Máximos y Mínimos.

Presión Normal, Máxima y Mínima de Operación.

Temperatura Normal, Máxima y Mínima de Operación. NOTA: Se deberá conocer límites mínimos y máximos de funcionamiento. 3) Calidad del aire

Se deberá limitar en la composición de la vena:

Porcentaje de humedad (condiciones ambientes)

Impurezas (sólidos en suspensión y lubricantes)

4) Simultaneidad (factor de consumo) Dependiendo de l tipo de consumo y de la actividad productiva se deberá:

Establecer distintos escenarios para el diseño

Evaluar los caudales y presiones requeridos

5) Naturaleza del consumo Dependiendo de la actividad productiva se deberán establecer:

Consumo esenciales

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Consumos no esenciales Dependiendo de la actividad productiva se deberán establecer:

_ Aire de Planta _ Aire para Instrumentos _ Aire de Proceso

_ Aire para respiración 6) Otros consumos _ Caudal aire por fugas (minimizar). _ Futuras ampliaciones de consumos. Dónde encuentro los datos anteriores?

Datos de condiciones ambientales de la región

Hoja de datos de equipos

Catálogos de Proveedores reconocidos

Especificaciones Técnicas

Equipos similares a los que se pretende instalar

Diagramas de Procesos (P&ID)

Ejemplos de consumos _ Herramientas neumáticas _ Accionamientos de válvulas _ Instrumentos de medición y control (controladores neumáticos) _ Bombas de impulsión de accionamiento neumático _ Equipos de procesos

FUENTE DE SUMINISTRO 1) Definición Se considera como fuente de suministro al equipamiento, o conjunto de ellos, que provee de aire comprimido en las condiciones requeridas. Deberá ser dimensionada una vez definidos todos los consumos 2) Características En condiciones de operación normal: No habrá merma en el caudal a suministrar, los parámetros de presión, temperatura y caudal no variarán con el tiempo. En condiciones de Emergencia (falta de electricidad): El suministro se debe considerar como fuente finita, en donde los parámetros de presión, temperatura y caudal variarán con el tiempo. DISEÑO CONCEPTUAL Y DISEÑO FISICO DEL SISTEMA: Establecer la Filosofía de operación y control, significa conocer el comportamiento del sistema frente a: _ Variaciones en el consumo y o suministro.

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_ Operaciones manuales y/o automáticas, locales y/o remotas. Conocer (definir) las acciones (y supervisión) sobre el sistema durante: _ Puesta en marcha/parada de la Instalación. _ Condición de mantenimiento de algún equipo. _ Condiciones de emergencia (previamente definidas). Es necesario que el sistema cuente con todos los elementos que hagan posible lo antes indicado. _ Instrumentos de medición y regulación. _ Elementos de protección (filtros, drenajes, venteos). _ Válvulas de bloqueo y alivios. IMPORTANTE: Siempre realizar primero un diagrama (P&ID), en donde se vuelque la información. Allí se podrá estudiar si están todos los elementos necesarios. DIAGRAMA DE PROCESO (P&ID)

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Elementos del sistema Compresores

_ Tanques acumuladores (pulmones) _ Líneas de distribución

_ Equipos complementarios

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Consideraciones para la elección de la unidad de compresión:

o Concordancia de la sensibilidad del compresor con respecto a las condiciones de trabajo o Disminución de la potencia por variación en la altitud o Duración de ciclos de trabajo o Anticipación a futuros crecimientos o Calidad requerida de aire (aire lubricado o libre de aceite)

UBICACIÓN: Deben estar instalados en una sala o nave especial, siendo muy importante que el aire aspirado por los compresores sea lo más fresco posible, seco y exento de polvo. Tanques acumuladores (pulmones) Función:

o Disponer de caudal de aire para condiciones de emergencia (falla del compresor, electricidad, etc.) o Amortiguar las pulsaciones del caudal de salida de los compresores (alternativos). o Permitir que los compresores no trabajen de manera continua. o Hacer frente a las demandas pico del caudal sin que se provoquen caídas de presión en la red. o Eliminar agua de condensado

Para su correcto funcionamiento y operación deberá poseer: _ Válvulas de seguridad (PSV) _ Indicación local de nivel (LI) _ Indicación local de presión (PI) _ Válvula de drenaje _ Presóstatos para arranque/paro del compresor (PSL/PSH) Líneas de distribución

Consideraciones para líneas de distribución: _ Respetar velocidades de circulación (8-20 m/s) _ Pendiente de 1-2 % en el sentido de la circulación. _ Salidas desde arriba de la cañería _ Minimizar fugas Las Redes de distribución cerradas (anillo): Se aplican para intermedios y grandes consumos Ventaja: Confiabilidad en la provisión (presiones uniformes)

Permite tareas de mantenimiento Se reduce en un tercio la sección de la tubería comparada con al línea normal abierta.

Desventaja: Inversiones mayores

Falta de dirección constante en el flujo

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Las Redes de distribución abiertas. Se utilizan para pequeños consumos Ventaja: Inversiones menores Desventaja: Sin provisión aguas abajo del punto de corte

Equipos complementarios

Unidades de secado

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Es necesario remover la humedad y los contaminantes del sistema de aire para bajar el punto de rocío y evitar los problemas de operación, los costos de mantenimiento y los gastos de reparación.

Esquema secado por absorción: _ Proceso de secado químico _ Necesita de sustancia higroscópica _ El vapor de agua forma emulsión agua-sal _ Es necesaria la reposición periódica _ Es necesario un filtro en la salida para retener las partículas de sal.

_ Las gotas de agua se fijan a un elemento poroso _ Es necesaria la regeneración periódica _ El aceite se adhiere a la superficie e impide la retención de agua. _ Es necesario un filtro en la entrada para retener las partículas de aceite.

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Esquema secado en frío: _ Separación de agua por enfriamiento _ Se necesita una unidad frigorífica _ Es necesario de un separador de condensado a la salida _ Filtro de aceite _ Es necesario 2 intercambiadores de calor

Filtros _ Se utilizarán para retener partículas de aceite y polvo _ La cantidad y ubicación dependerán del diseño de la instalación. _ Necesitan mantenimiento (limpieza o sustitución del elemento filtrante). _ Generalmente traen incorporado una indicación local de presión diferencial. Lubricadores

_ Se utilizarán para aquellos elementos neumáticos que requieran de lubricación. _ Introduce una fin niebla de aceite lubricante en la vena. _ Se deberán instalar solamente en las líneas cercanas a dichos equipos.

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Válvulas reguladoras _ Se utilizan para regulación fina en la acometida a equipos. _ Mantienen la presión constante aguas abajo a los valores requeridos por el equipo. _ Generalmente son del tipo autoreguladoras _ Es necesaria su calibración DISEÑO DE LA INSTALACIÓN Consideraciones para la realización del Lay-out

El Lay out debe contemplar por donde pasa la red existente (en caso de que la hubiese).

Los compresores estarán montados sobre bases que impida la transmisión de vibraciones.

Los acumuladores de aire (pulmones) conviene que se encuentren a la intemperie.

Evitar que los elementos de acondicionamiento de aire estén a la intemperie.

Prever espacio suficiente para tareas de montaje, desmontaje, operación y mantenimiento.

Considerar el ruido generado por las unidades de compresión. ESTAPA DE DIMENSIONAMIENTO Y VERIFICACIONES Qué se debe calcular o verificar de una instalación? 1) Ubicación en el predio:

Verificar que las líneas de distribución se han diseñado correctamente (pendientes, bloqueos, instrumentos).

Verificar ubicación de las unidades de compresión (calidad de aire, ruidos, longitud de cañerías, etc.).

Considerar distancia de seguridad a equipos que lo necesiten. 2) Diámetros de cañería: La forma más usada es calcular el diámetro para una velocidad recomendada y luego verificar que la perdida de carga para el recorrido más largo sea menor a la que indica la norma. Según valores habituales, en todos los puntos de la instalación, la velocidad de circulación del aire comprimido deberá ser siempre inferior a los 20 m/s. A medida que aumente la longitud del tramo, la velocidad deberá ser menor.

IMPORTANTE: Recordar que mantener velocidades bajas en cañería, asegura una perdida de carga baja, ya que ambos parámetros se encuentran íntimamente relacionados. además, reduce el desgaste por erosión, limita el ruido, etc. 3) Pérdida de Carga: Recordar que la pérdida de carga produce una caída en la presión en el extremo de las líneas. Se debe controlar que la presión en la llegada al equipo sea superior a la mínima presión de operación. La caída de presión no debe superar en lo posible el valor de 0,1 kg/cm2 hasta los consumidores acoplados, calculándose en la práctica con el 5% del valor de la presión de trabajo.

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4) Factor de Carga: El factor de carga se define como la relación entre la máxima demanda (medida para las condiciones más exigentes), respecto a la capacidad nominal del compresor. Este valor nunca debe se mayor al 100%, oscilando entre un 50% y un 80%. 5) Ruido: Según el Decreto 351/79 (reglamentación de la ley 19.587 de Higiene y Seguridad en el Trabajo): Ningún trabajador podrá estar expuesto a una dosis superior a los 90 dB(A) de Nivel Sonoro Continuo Equivalente, para una jornada de 8 hs y 48 hs semanales. Regla del buen Arte: Para un cálculo rápido del ruido producido por el pasaje de gas a través de una cañería se puede utilizar la siguiente ecuación: IR = 50 x Log (V) V: velocidad de pasaje (m/s) IR: intensidad de ruido (dB) Tapadas y Soportes: - Cañería enterrada Los tramos de cañería enterrada no deberán absorber los esfuerzos provenientes de materiales en depósitos, paso de vehículos o maquinarias, etc. Cuando las cañerías vayan enterradas, la tapada mínima será de 600 mm. Debe preverse siempre una capa previa de arena o tierra entre la cañería y los apoyos. Los cruces de caminos internos se instalarán con una tapada mínima de un (1) metro. Cuando la cañería se instale bajo tierra, se reforzará con protección catódica (juntas dieléctricas).

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INSTALACIONES DE AGUA

El agua la podemos utilizar:

1-Como agua potable (agua para bebederos, comedores)

agua para el servicio higiénico sanitario.

2-Para uso industrial. Para enfriar.

Medio mecánico.

Para lavado.

Producción de vapor.

Para preparación de baños.

Transporte de materia prima o de desperdicio.

Para los aires acondicionados.

3-Para instalaciones contra incendio.

AGUAS ARGENTINAS: es el conjunto de instalaciones que tienen básicamente por misión dotar a los

habitantes de una población, del agua potable para sus usos domésticos o colectivos y a la vez eliminar la

aguas y efluentes residuales, así como los pluviales.

El conjunto de instalaciones que comprenden la provisión de agua potable y el alejamiento de las aguas

residuales a cargo de las Compañías Distribuidoras están constituidas por:

-Obras de toma o captación de agua de sus fuentes naturales o aguas subterráneas, su tratamiento, depósito

y distribución.

-Obras de redes cloacales o pluviales, su depuración y alejamiento.

Las instalaciones de provisión de agua comprenden:

Obras de toma, con el objeto de captar el agua de sus fuentes naturales, aguas subterráneas.

Establecimiento de potabilización, para someter al agua a diferentes procesos como son decantación,

filtrado, desinfección, etc. con el objeto de obtener agua potable apta para el consumo.

Depósitos de distribución, con el fin de almacenar un volumen importante de agua para regular los

picos de consumo.

Cañerías maestras que son de gran diámetro ramificadas en la zona de suministro, y que nacen en los

tanques do distribución.

Cañerías distribuidoras que son de diámetro más reducido que las anteriores que se ubican frente a

los predios a los que abastecen mediante conexiones domiciliarias.

Las instalaciones de desagüe cloacal comprenden:

Cañerías colectoras que están destinadas a conducir los desagües domiciliarios por gravitación hasta las cloacas máximas.

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Cloacas máximas que son canalizaciones de gran diámetro que por gravitación transportan los

desagues de las colectoras hacia el establecimiento de depuración.

Establecimientos de depuración constituido por instalaciones donde el desagüe cloacal es sometido a

una serie de tratamientos para transformarlo en un liquido inofensivo para su vertimiento en los lugares

receptores finales que pueden ser por ejemplo, ríos, lagos, campos de derrame, etc.

Las instalaciones de desagüe pluvial comprenden:

Sumideros o bocas de tormenta que están destinadas al alojamiento de las aguas de lluvia que recogen el agua de la calzada y mediante canalizaciones.

Conductos pluviales que son caños de gran diámetro que reciben el agua pluvial de los sumideros y que por gravitación descargan las mismas en los cursos naturales.

El conjunto de instalaciones que comprenden los servicios sanitarios de los edificios, están constituidas por:

Instalaciones externas ubicadas fuera de a finca y que son ejecutadas por las Compañías Distribuidoras comprendiendo los trabajos de conexión domiciliaria.

Instalaciones internas que se realizan dentro del edificio. Estas instalaciones deben cumplir ciertas condiciones a saber:

Locales con instalaciones sanitarias que deben disponer de una buena ventilación, contando con

revestimientos y pisos impermeables. Desagües que permitan la rápida evacuación de los efluentes mediante una pendiente adecuada y

sección correcta de cañerías.

Elementos de inspección en lugares accesibles, que faciliten la limpieza de las instalaciones.

Tratamiento de desagües perjudiciales, que puedan afectar u obstruir las cañerías. Por ellos deben

intercalarse elementos que impidan el pasaje de los mismos a las cañerías de desagüe mediante

procedimientos adecuados.

Ventilación de los desagües para mantener la presión atmosférica dentro de las cañerías y la

eliminación de los gases.

Provisión de agua adecuada al uso, evitando contaminaciones del agua potable en la instalación.

Conservación y mantenimiento de las instalaciones a cargo del usuario en correcto estado de

funcionamiento, evitando pérdidas de aguas innecesarias.

EL AGUA

Según lo establecido por la Ley 19587, el establecimiento deberá contar con provisión y reserva de agua potable para uso humano (la que se utiliza para beber, higienizarse o preparar alimentos) cumpliendo con los requisitos para agua de bebida aprobados por la autoridad competente. Las aguas naturales, procedentes de ríos, mares, lagos, etc. llevan materias en suspensión, sales disueltas y

microorganismos, requiriéndose su purificación dado que no todas las aguas son aptas para la alimentación o

potables.

Para que el agua sea potable debe tener ciertas características de pureza desde el punto de vista físico o

químico, y considerando el aspecto bacteriológico debe contener pocos microorganismos, y ninguno que sea

productor de enfermedades.

Sin embargo como dicha características del agua potable varían de acuerdo a las distintas zonas y medios de

captación, se determinan límites, o sea, tolerancias aconsejables para las mismas.

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Para el análisis físico-químico de las aguas se utiliza la notación pH o potencial hidrógeno, que es la medida

de la concentración en iones de hidrógeno expresado en gramos por litro.

1

pH = log 10 ----

H+

Siendo:

pH: potencial hidrógeno; H+: concentración de iones de hidrógeno (g/l)

El pH del agua pura es de 7.

Se determina que si el pH es menor que 7 las mismas son ácidas y si es más de 7 son alcalinas.

La acidez es producida por la presencia de ácidos minerales en forma de sales.

La alcalinidad en el agua está determinada por los carbonatos y bicarbonatos de calcio y magnesio.

En la práctica para establecer el pH se emplean sustancias químicas denominadas indicadores que cuando se

los adicionan al agua la misma toma un color característico, el que se compara con una tabla de matices que

comprende la gama de pH.

La mayoría de las aguas naturales tiene un pH comprendido entre 6 a 8 no afectando en general las

características de potabilidad del agua. Sin embargo si el agua tiene un pH menor de 5,5 se origina por efecto

de la acción de los ácidos, la corrosión de los elementos que entran en contacto como ser las cañerías,

bombas, etc.

Si por el contrario el agua tiene un pH mayor que 10, es fácil que se produzcan depósitos de carbonato de

calcio en las cañerías, con tendencia a la formación de incrustaciones

La dureza del agua representa la suma de las sales de calcio y magnesio que contiene el agua.

Se estima la dureza normal aproximadamente entre 30 a 100 mg/l. denominándose cuando es menor de 30

agua blanda y más dc 100 representa que la misma tiene cierto grado de dureza.

FUENTES DE SUMINISTRO

Las fuentes de suministro del agua potable, se pueden clasificar según el origen en: 1. Agua pluviales

El agua procedente de las lluvias es un agua pura, puesto que puede considerarse como destilada, debiendo

en su captación tener cuidado que no queden en contacto con elementos extraños y suciedades. Se la suele

almacenar en cisternas o aljibes.

2. y 3. Aguas de lagos y ríos Las aguas de lagos y ríos tienen la misma procedencia ya que se originan por la acumulación de aguas

pluviales, que se han deslizado a través del terreno hasta reunirse en dicho lugar.

Estas aguas generalmente están contaminadas en virtud de que contienen materias disueltas o en suspensión

de modo que no pueden utilizarse sino se realiza un tratamiento adecuado para su potabi1ización.

Este tipo de fuente de provisión es la preferible para el abastecimiento de grandes ciudades,

fundamentalmente por su volumen y seguridad de rendimiento.

de 75

TRATAMIENTO DEL AGUA PROVENIENTE DEL RÍO

Los pasos son:

- Coagulación

- Decantación

- Alcalinización

- Desinfección

- Filtrado

- Amoniación

A partir de dichos depósitos se efectúa la distribución a los medios de consumo. Se utilizan cañerías de gran

diámetro denominadas maestras que se proyectan formando circuitos amplios. Desde ellas salen las cañerías

distribuidoras que se emplazan frente a los distintos predios, desde la que se abastece a la red interna.

4. Aguas de mar

El aprovechamiento del agua de mar requiere procesos de desalinización, cuyos métodos están en continua

evolución. Los sistemas más utilizados son:

4.a Destilación

4.b Cristalización

4.c Membrana

5. Aguas subterráneas

Las aguas subterráneas, se acumulan en los mantos permeables sobre capas impermeables que se forman

en la corteza terrestre, originando la que se denomina napas de agua.

A la primera napa se la denomina freática, la que generalmente se encuentra contaminada debido a la

proximidad del nivel superficial, par la filtración de deshechos orgánicos, pozos negros, etc.

Las napas subsiguientes, ya sea la segunda o tercera napa en general suelen ser prácticamente puras, pero

es necesaria que en el proceso de captación se eviten contaminaciones.

En muchos casos, es necesaria su análisis previa utilización, puesto que pueden requerir algún tratamiento

especial para ser consumida.

GENERALIDADES: Cuando no es importante el consumo de agua para uso industrial se puede hacer en una instalación común la de agua potable y de uso industrial. Si el consumo es importante se realiza instalaciones

de 75

independientes. Hasta un volumen máximo de 20 m3/hora podemos derivar el agua industrial de las instalaciones de agua potable.

P

Necesitamos tener un tanque elevado para suministrar la presión adecuada en los puntos mas alejados.

Tenemos dos problemas definir el volumen del tanque y el otro problema es la altura a la que se debe colocar.

Si hay momentos en que la presión es baja o no tenemos la seguridad de que en esos momentos la presión

no es suficiente debemos colocar una cisterna. En esta tenemos un flotante de manera de que el nivel de

agua oscile entre un máximo y un mínimo.

Otra forma de obtener la presión deseada es mediante tanque subterráneos o sobre tierra. En este caso se

utiliza una bomba para mantener la presión en la línea y se debe prever la utilización de una segunda bomba,

ya que si falla una o se tiene que realizar el mantenimiento de una de ellas se pueda utilizar a otra sin

interrumpir en sistema. En el caso de que se produzca un corte de luz tengo que prever un grupo electrógeno.

Otro de los problemas a definir es la capacidad del tanque(siempre hablando de agua para uso industrial).

H

H

Para incendio

Bomba Cisterna Desagote

Toma de agua para el uso de la planta

Alimentación del tanque

Para uso de la planta

Bajada contra incendio

El piso tiene un desnivel, con un

desagote para limpieza del tanque

A la cisterna llega agua de la

red publica las 24hs. Cuando

sea necesario.

de 75

Por lo tanto primero definimos el volumen de agua para uso industrial, luego determinamos el volumen del

resto de las aguas.

Determinamos la cantidad de agua que se utiliza en el proceso. El uso puede ser constante o no: En el uso

del agua industrial el volumen en general es variable dado que no se usa siempre la misma cantidad de agua

durante el proceso. Por lo tanto lo que tenemos es un diagrama de consumo que nos permite calcular el

volumen mínimo de agua que debe tener el tanque:

Consumo

horario

(m3/h)

Tiempo (h)

Si integramos el área bajo la curva Obtengo el volumen total que consumo durante las 16 horas.

Las bombas las elijo para un volumen constante de bombeo. Elijo el caudal de la bomba teniendo en cuenta el

volumen promedio que requiere durante las 16 horas(recta). La recta me da el ingreso de agua por la bomba.

El volumen de agua es independiente de donde se pone el tanque. En este caso la bomba funciona en forma

continua durante las 16 horas. Para evitar esto se puede usar un artificio, como por ejemplo un autoclave

(esto vale para cuando el tanque está enterrado, semienterrado o a nivel del suelo).

de 75

El preostato mide la presión y es el que pone en marcha el compresor.

La bomba se pone en marcha por medio del compresor una vez que en el autoclave se alcanza un nivel

determinado (definido de antemano).

La cañería puede ser de distintos materiales, generalmente se tiene caños galvánicos para evitar que el agua

se contamine, también se utilizan tubos de PVC para aguas frías.

Las válvulas pueden ser de bronce para pequeños para tamaños grandes de fundiciones.

Para hacer la pieza se hace una perforación con una camisa para evitar que el agua se llene de tierra. La red

puede ser en anillo o radial.

Al tanque

Bomba

Motor eléctrico

Camisa Mampostería

Caño de subida

Nivel del suelo

Compresor

Agua de

Alimentación

Válvula

redireccional Distribución a

la red de planta Presoestto

Aire a presión

Agua

Nivel

de 75

INSTALACIÓN DE AGUA CORRIENTE DOMICILIARIA Nivel Piezométrico Si el agua no esta en movimiento, la altura que alcanza en los edificios es la misma que en los tanques de

distribución. A ese nivel se lo denomina nivel hidroestático o estático. Al producirse la circulación, el agua

debe vencer resistencias que implican perdidas de carga, alcanzando un nivel más bajo, llamado nivel

piezométrico. Este nivel va a a ser variable según el consumo. Cuando el consumo es pequeño por ej, el

caudal que circula es menor y la fricción disminuye, tendiendo dicho nivel a subir. Es por esta razón que se fija

un nivel mínimo y un nivel máximo.

Formas de distribución domiciliaria

* Servicio directa: Solo se permite este tipo de servicio cuando no hay ningún artefacto a una altura mayor a

5m con respecto al nivel de la acera.

* Servicio indirecto: Corresponde a edificios en que los artefactos se encuentran a alturas superiores a 5m

sobre el nivel de la acera.

1. Con tanque de reserva

1.2.1.1 Suministro directo al tanque: se permite para presiones mínimas sobre la acera de hasta 8m. Se utiliza

un flotante mecánico para controlar el nivel del agua.

1.2.1.2 Con bombeo: la alimentación al tanque de reserva con equipo de bombeo puede ser mediante:

a. Tanque de bombeo: consiste en un tanque donde se recibe el agua directamente de la conexión y desde allí, por medio de un equipo de bombeo, se la eleva al tanque de reserva. La entrada del agua al tanque de bombeo se regula por medio de una válvula flotante. La cañería de impulsión debe salir del fondo del tanque de bombeo. Cuando el tanque de bombeo se encuentre en un nivel inferior al de la vereda, la cañería antes de llegar al tanque, debe levantarse verticalmente hasta una altura de 2.5m sobre el nivel de la vereda (formando un sifón invertido). La bomba debe estar montada sobre una base antivibratoria y unida a la cañería con una junta

flexible. También hay que poner una válvula de retención para evitar que el agua se vuelva. La bomba

funciona comandada por un flotante automático que se encuentra en el tanque. Hay que prever que el

tanque de bombeo puede quedar sin agua y de esa forma la bomba de impulsión trabajaría en seco,

por esta razón en el tanque de bombeo hay que instalar otro regulador automático.

b. Bombeo directo a tanque de reserva: en este sistema se conecta la cañería de alimentación al equipo de bombeo, que eleva el agua al tanque se reserva. Para no disminuir la presión de la red y dejar sin agua a los vecinos, se debe emplear una válvula de corte automático cuando la presión de red diminuya por debajo de los 2,5m. Se permite la colocación de este tipo de bombas siempre y cuando la misma se encuentre como mínimo a 10m sobre el nivel de la acera.

2. Tanque hidroneumático: Consiste en un tanque (generalmente de hierro galvanizado) en el cual se

comprime el agua a la presión necesaria para vencer los frotamamientos que se producen en las cañerías de

distribución.

Cuando una canilla es abierta, se origina un consumo de agua que es reemplazada por el mismo aire que se

expande actuando como un colchón o resorte. Cuando el consumo se hace elevado, tiende a disminuir la

presión en el tanque y se pone en marcha una bomba, la cual suministra la cantidad de agua adicional

necesaria. Esta bomba esta controlada con un medidor de presión automático. Debe instalarse una válvula de

seguridad que permita descargar el exceso de agua.

de 75

VÁLVULAS DE LIMPIEZA A fin de proceder a la limpieza de los tanques se exige la instalación de una válvula destinada a ese fin, que

debe colocarse de modo de permitir su cómodo accionamiento.

La llave pude ser esclusa o de media vuelta, no permitiéndose el uso de llaves de paso a válvula suelta o a

válvula de retención.

Se prohibe la conexión directa del desagote para limpieza del tanque a pileta de piso o cualquier desagüe.

CAÑERÍAS Y DIÁMETROS MINIMOS Las cañerías utilizadas para la instalación de agua corriente interna pueden ser de plomo, hierro galvanizado

o material plástico (estas son las que se usan ahora). Se instalan embutidas en las paredes, revestidas en lo

posible con pintura asfáltica, cartón acanalado u otra acción que impida la acción corrosiva de los morteros. A

fin de ser fácilmente localizables se las instala a una altura aproximada de 30 cm del nivel del piso. Se debe

buscar que el caño de suministro de agua no pase por lugares que pueda contaminarse en caso de producirse

algún desperfecto. La cañerías de plomo, latón o bronce deben ser de 1,3 cm de diámetro mínimo. En el

proyecto de las cañerías debe siempre estudiarse la forma de lograr el trayecto mas corto, evitando la

formación de sifones y bolsas de aire.

DISTRIBUCIÓN DE LA RED INDUSTRIAL

SERVICIOS HIGIÉNICOS SANITARIOS

Hay que analizar cuanta gente trabaja y sacar, en función de esto volúmenes de agua que se van a consumir. Por reglamentación establecemos la cantidad mínima de duchas, inodoros, bidés, mingitorio, etc. por persona. Cada elemento consume una cierta cantidad de agua por segundo u hora. La reglamentación establece, en

función de la cantidad de hombres y mujeres que trabajan en la fábrica, la cantidad mínima de cada elemento

(duchas, lavabos, inodoros, etc).

Se ha estudiado que la cantidad de agua utilizada o consumida por persona varía con el número de trabajadores, a mayor cantidad de personas menor consumo promedio. A efectos prácticos se puede considerar un consumo de 70 a 80 lts por persona por turno. Consumos estándar:

ducha: 0.1 l/seg.

bebedero: 0.025 l/seg.

inodoro: 0.05 l/seg

mingitorio: 0.1 l/seg.

lavabo: 0.1 l/seg.

No todos funcionan simultáneamente, hay que considerar horarios pico. Por ejemplo en un cambio de turno

las duchas funcionan por 20 minutos.

Además hay que considerar los termotanques para abastecer agua caliente.

Una vez conocido el consumo per.cápita debo hacer la distribución que puede ser en anillo o radial.

Las pendientes de las cañerías varían entre 0,2 % y 0,4 %.

AGUA CONTRA INCENDIOS

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La red contra incendios se establece en las leyes que deben vincular

A medida que sube el diámetro del caño, la perdida de carga es menor, pero los costos de las instalaciones es mayor dado que se requiere de caños mas grandes. Se debe analizar si en cada punto se requiere realmente una determinada presión para justificar el hecho de una cañería mas grande.

Flujo Laminar: el fluido se mantiene a la posición en la que ingresan (perdida de carga chica)

Flujo Turbulento: El liquido va con turbulencia y la velocidad es alta (perdida de carga grande)

Para saber si el flujo es turbulento se calcula el numero de Reynold dado por:

V: velocidad D: diámetro γ: viscosidad cinemática del fluido que circula [m²/seg] Donde: γ = μ / ρ μ: viscosidad dinámica [kg seg/m²]

ρ: densidad = Peso especifico [kg seg²/m4]

g (gravedad)

La buscamos en las tablas. γ agua a 20ºC => γ = 0,97x 10-6

a 0ºC => γ = 1,79x10-6

a 50ºC => γ = 0,567x10-6

γ baja con el aumento de la temperatura.

No tomamos velocidades bajas para que el fluido sea netamente laminar porque los diámetros serian muy

grandes y seria antieconómico.

Para determinar la perdida de carga hay que determinar la rugosidad de la cañería:

[m] L: longitud de cañería ( L= cañería recta + curvas,

válvulas, obstrucciones)

D: diámetro

V: velocidad

f: coeficiente de resistencia que tiene en cuenta la rugosidad relativa de

la cañería y el numero de Reynold

g: gravedad

A medida que se achican los diámetros, aumentan las perdidas.

A nosotros nos interesa que el punto donde se suministra el agua tenga la presión adecuada.

AGUA PARA PROCESOS INDUSTRIALES

Para uso industrial puede obtenerse agua de la red de servicios públicos hasta un volumen de 20 m3/h. El

agua se utiliza para:

Para enfriar un motor o un material en proceso.

Como materia prima de una reacción.

Como agente mecánico en las instalaciones de tipo hidráulico.

En la producción de vapor para procesos.

Para preparación de baños.

Como medio de transporte de materia prima, o desperdicios.

Re = V D

γ

h = f L V²

D 2g

de 75

En equipos de aire acondicionado.

Para lavados de polvos y gases. Hay que ahorrar los recursos en lo posible, se podría hacer recircular el agua en el proceso. Lo mismo sucede

en una máquina que use agua caliente, luego a partir de una torre de enfriamiento se enfría y se la hace

recircular. Se debe enfriar o tratar el agua si es necesario.

Si no hay calor ni contaminantes:

De lo contrario hacemos lo siguiente:

1 2 3 4

Si además de calor existen contaminantes, debo agregar una planta de tratamiento.

Las bombas a utilizar no son centrífugas comunes. Si el agua tiene contaminantes, debo tener bombas donde

el contaminante no afecte el material de la misma. El material no debe ser atacado por el contaminante. En

caso que el agua tenga elementos en suspensión se utilizan bombas especiales.

CALCULO DE LA POTENCIA DE LA BOMBA

Es la potencia de trabajo que necesitaría la bomba:

Pcv = P (kgm/seg) = Q α h Q: m³/seg

75 (kgm/seg) 75 α: kg/ m³

h: m

CRITERIOS GENERALES

Cuando se trata de hacer las instalaciones dentro de la parte construida, debemos ponerlas en canaletas o

cañerías donde podamos inspeccionar y donde sea posible.

Todos aquellos desagües que contiene agua de uso higiénico sanitario y de usos industriales se instalan a

una profundidad mayor con respecto a conductores que pasan cerca para evitar la contaminación entre

cañerías.

Sobre cada red de descarga o desagüe deben preverse cámaras de inspección con correspondencia a

cambios de dirección y pendiente y cuando se encuentran 2 o 3 tubos provenientes de distintas direcciones.

Cuando se trata de cañerías rectas se coloca una cámara cada 20 o 25 metros.

Se trata de evitar la contra pendiente, se debe seguir con la pendiente en la dirección del fluido.

uso uso uso

1- Tanque de recolección

2- Bomba

3- Equipo de enfriamiento

4- Planta de tratamiento

de 75

Se deben individualizar los puntos de descarga de las aguas del servicio higiénico

sanitario y de las aguas del proceso tecnológico.

Se deben definir los volúmenes de agua en cada cañería de desagüe sea cual sea las

instalaciones que correspondan. Con estos volúmenes se dimensionan las cañerías.

Además, se debe estudiar el layout de los 3 servicios (servicio higiénico sanitario, desagüe de lluvia y residuos

cloacales), es decir por donde pasan cada una de las cañerías.

Los productos contaminantes no pueden ir directamente al arroyo o río. Primero se deben tratar.

Caso de desechos sanitarios los puedo conectar directamente a la cloaca. En el caso de los desechos

industriales aunque vaya a la cloaca los tengo que tratar. La cloaca pública está prevenida para tratar los

desechos sanitarios y no otros contaminantes.

Si los servicios sanitarios se conectan a la cloaca, aguas Argentinas se encarga del tratamiento. La cañería de

aislación se coloca para que el aire que comprime el sifón se vaya afuera.

RESUMIENDO

Para las tres redes de conexión: 1- las distintas cañerías de recolección deben ser rectas 2- en el interior de la planta se trata de instalar la cañería bajo nivel, en canaletas, canales para que

puedan ser inspeccionados y donde no es posible bajo pavimento exteriormente al edificio 3- aquellos desagües contaminados se instalan a profundidad mayor que la que no corresponde a agua

no contaminada 4- en todas las redes de descarga se prevee una cámara de inspección en correspondencia con los

cambios de direccion

DISEÑO DE REDES DE DESAGUE Cuando diseñamos las redes de desague tenemos que tener en cuenta:

Individualización de los puntos de descarga de las aguas cloacales y tecnológicas. En las aguas pluviales la superficie del agua a recoger y las máximas intensidades de lluvia en esa zona.

arroyo

Cloaca pública

En el caso que no esté la cloaca pública y

exista un riesgo debo colocar una planta

de tratamiento, recién después la puedo

enviar al arroyo

Desechos del proceso

Desechos sanitarios

Planta de

tratamiento

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Definición del caudal del agua a conducir. Estudio del trazado de la red. Definición de los puntos terminales de cada red. Dimensionado de cada conducto siguiendo el criterio adecuado para cada caso. Sifones en las redes de aguas cloacales al salir de la parte edificada. Colocar el tubo de aireación que asegura la ventilación del desagüe La columna de aireación debe ser colocada en los puntos más altos La presencia en correspondencia de las distintas descargas de los servicios higiénicos sanitarios de

sifones lo cual impide que la exhalación de olores pueda difundirse en el ambiente.

baños

planta de tratamiento

Red cloacal externa

DIMENSIONADO DE CAÑERÍAS

Para efectuar el dimensionado debemos determinar el caudal máximo que circula por cada tramo de la

cañería. Fijado ese caudal Q se fija la pendiente del tubo o la velocidad de la corriente del agua en el mismo y

se determina la sección útil de la cañería.

Pendiente Para diámetros de 0,25 a 0,30 m, pendiente de 0,6 a 3 % Para diámetros de 0,30 a 0,60 m, pendiente de 0,5 a 2 % Para diámetros de 0,60 a 0,90 m, pendiente de 0,3 a 2 % Para diámetros de mas de 0,90 m, pendiente de 0,1 a 0,3 %

VELOCIDAD DE FLUÍDOS Se parte de la base de que el caño está lleno. Para aguas cloacales y de proceso tecnológico con

contaminantes, la velocidad no debe bajar ciertos valores mínimos (0.3 a 0.4 m/s) para los caudales mínimos

previstos.

Las aguas pluviales o sin contaminantes no deben bajar de 2 a 3 m/s.

La velocidad del agua que contiene materiales de dimensiones importantes en suspensión no deben bajar de

3 m/s hasta 1 m/s

V = x (Ri) Chezy

R = radio medio del tubo en metros = ¼ del diámetro de los tubos circulares

V = velocidad media del conducto en m/s

i= pendiente del tubo en m/m

X = coeficiente función de la rugosidad de la tubería y del radio medio

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Se considera las peores condiciones y que el caño trabaja lleno. Cuando trabaja lleno, determinamos el

diámetro para el máximo caudal. Ahora, si el caudal no es el máximo debemos agregar que la velocidad

máxima inferior tenga un mínimo para que el elemento se desplace (para Qmax determinamos Vmin, si el tubo

no está lleno la v será menor que la v a Qmax dependiendo de la pendiente).

X = (100. R) / (m + R) , donde m: coeficiente de rugosidad (asumimos 0,35)

Para tubos de polímeros gres cerámico se toma m = 0,15.

Para evitar el peligro de obstrucción de los desagües cloacales o aguas que contienen sedimentos (ej arena)

los diámetros no deben bajar de 200 a 250 mm.

Si quiero calcular el caudal pleno:

ir

VAQ2

5

Teniendo Q y V calculamos el diámetro D de la cañería.

Si tengo un tubo circular con sección no plena parcialmente lleno:

isenr

xq

3

)( 35 si h<r

isenr

xq

3

)( 35 si h>r

AGUAS PLUVIALES El caudal de agua a conducir viene determinado en base a la altura de precipitación, a la duración y a la

superficie de agua que tenemos que evacuar. La altura de precipitación será definida como la altura de la

capa de agua que se forme sobre el terreno al final de la precipitación.

t

hi

INSTALACIÓN DE AGUAS CLOACALES

Para evaluar el caudal se debe tener en cuenta la cantidad de agua utilizada en los servicios higiénicos

sanitarios del establecimiento en correspondiencia con los períodos de punto cuya duración estimada es de

20 minutos ya que es allí donde se registran los mayores consumos.

Se puede tomar una primera aproximación de un 90 a 95% de la cantidad de agua alimentada a los servicios

higiénicos sanitarios durante tal período.

AGUAS PARA PROCESOS INDUSTRIALES

La determinación del caudal de aguas tecnológicas depende de la elaboración y de los criterios adoptados

para deducir las necesidades hídricas del establecimiento.

Hay que tratar de:

Recircular el agua para ahorrar consumo, eventualmente con enfriamientos y tratamientos intermedios

Reducir las necesidades de agua mediante utilización sucesiva

Si hay contaminantes, antes de la bomba se coloca una planta de tratamiento. En caso de que no haya

adición de calor, se omite la torre de enfriamiento.

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ILUMINACIÓN

Un sistema de iluminación debe producir luz en cantidad y calidad suficientes para que se ejerzan las funciones deseadas en el espacio iluminado. La cantidad y la calidad del alumbrado debe considerar los siguientes factores:

- Rendimiento o eficiencia visual. - Bienestar visual - Economía

En cuanto a la calidad de luz, el valor fundamental a fijar en el proyecto, es el nivel de iluminación o luminancia. Se pueden definir 3 valores de iluminancia:

a- Iluminancia media inicial: es la obtenida en el momento de la puesta en servicio de la instalación. b- Iluminancia media de servicio: es la que corresponde a la obtenida entre el momento inicial y la

intervención para el mantenimiento (es la mas utilizada) c- Iluminancia media mínima es la que se obtiene en el momento que se interviene con el

mantenimiento.

Además de los valores de iluminancia es preciso cuidar que los valores de uniformidad de la iluminancia superen unos ciertos mínimos en función del tipo de tarea que se pretende iluminar. La optimización del rendimiento visual, no depende únicamente de la cantidad de luz que suministra la instalación de alumbrado sobre la tarea a realizar, sino que existen otra serie de factores que inciden en los aspectos cualitativos o en el grado de calidad de las instalaciones de alumbrado. Estos son: - El equilibrio de Iluminancias dentro del campo visual es un factor importante en cuanto a la calidad de la visión y el confort de las personas. - El deslumbramiento es una alteración del proceso de visión provocada por un estímulo excesivo, como puede ser una fuente de luz de alta luminancia. - El modelado es la capacidad del sistema de iluminación de captar el relieve de los objetos. Además de estas características en cuanto a calidad y cantidad, el sistema de iluminación debe ser eficaz energéticamente, y para ello deben considerarse los siguientes aspectos:

- Diseñar correctamente los sistemas de iluminación, con objeto de obtener de la forma más eficaz posible el nivel de iluminación deseado. - Utilizar la fuente de luz, idónea para cada aplicación que sea más eficaz. - Utilizar luminarias eficaces lumínicamente. - Conservar en perfecto estado el equipo de alumbrado, con programas de mantenimiento adecuados. - Utilizar racionalmente la instalación de alumbrado, mediante controles apropiados.

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Un sistema ideal de control sería aquel que proporcionase suficiente luminancia para que la tarea se realice con suficiente confort, comodidad y seguridad, durante el tiempo que se realice la misma. El resto del tiempo la iluminación estará desconectada. Luminotecnia: ciencia que estudia las distintas formas de producción de luz, así como su control y aplicación Flujo luminoso: Mide la potencia o caudal de energía de la radiación luminosa. Es la cantidad de luz radiada o emitida por una fuente durante 1 segundo.

Ø=Q/t Nivel de iluminación: se define como el flujo luminoso incidente por unidad de superficie.

E=Ø/S Unidad=Lux=Lúmen/m2 Intensidad luminosa: de una fuente de luz en una dirección dada, es la relación entre el flujo luminoso contenido en un ángulo sólido cualquiera y el valor de dicho ángulo expresado en estereoradianes.

I=Ø/ω Candelas ω=S/r2 Luminancia: es la intensidad luminosa por unidad de superficie perpendicular a la dirección de la luz.

L=I/S Candela/m2 Reemplazando las ecuaciones: I=Ø/ω=E.S/ω=E.r2 Cuando la superficie iluminada no es perpendicular a la dirección del rayo luminoso, la iluminancia viene modificada por el coseno del ángulo de incidencia. El ojo tiene una gama de frecuencia visible, en esta gama es en el que se debe trabajar. La intensidad lumínica no es constante, lo ideal es que sea lo más constante posible. Se debe determinar el flujo de intensidad luminosa y el tipo y tamaño de la lámpara. FUENTES LUMINOSAS

Se entiende por luz la radiación de energía radiante y electromagnética, emitida por incandescencia o por luminiscencia, que ilumina los objetos y los hace visibles. Incandescencia: es la propiedad que tienen los cuerpos de emitir luz por elevación de su temperatura. Luminiscencia: es todo tipo de radiación visible sin incandescencia, característica propia de sustancias que producen luz bajo efecto de una excitación. Existen dos tipos: *Fluorescencia: en la que la radiación luminosa permanece mientras actúa la corriente. *Fosforescencia: que persiste la radiación aún después de cesar la excitación. Producción de luz por incandescencia: Se basa en el principio del termorradiador, en el que se obtiene luz

por agitación térmica de los átomos del conductor por el que circula una corriente eléctrica. Si la agitación es lo suficientemente elevada, el conductor se pone candente hasta llegar a la incandescencia. Producción de luz por fotoluminiscencia: Las lámparas electricas que se basan en este tipo de fenómenos se llaman lámparas de descarga. Producen un flujo luminoso en virtud del paso de una corriente eléctrica a través de un gas o vapor. Rendimiento luminoso: es la relación que existe entre el flujo luminoso emitido por una lámpara eléctrica y la potencia absorbida en vatios.

η=Ø/P (lúmen/watt) DETERMINACIÓN DEL FLUJO LUMINOSO

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Para determinar el flujo luminoso necesario en el plano de trabajo se debe tener en cuenta: Ø total = E * A / (U * m )

E: iluminación prevista en Lux. A: área o superficie del local a iluminar. U: coeficiente de utilización, es menor a 1. m: coeficiente de manutención, es menor a 1. ILUMINACIÓN DE INTERIORES Tipos: se clasifica según la radiación del flujo luminoso emitido por debajo de un plano horizontal que pase

por el eje de la luminaria en: - Directa: 90 al 100% del flujo luminoso emitido llega al plano de trabajo directamente. - Semi-directa: 60 al 90% del flujo se dirige hacia abajo y el 10 al 40% hacia arriba. - Directa-Indirecta o general difusa: 40 al 60% hacia abajo y 40 al 60% hacia arriba. - Semi-indirecta: 60 al 90% se dirige hacia el techo y el 10 al 40% hacia abajo. - Indirecta: 90 al 100% se dirige hacia arriba en ángulos por encima de la horizontal. CLASES DE ALUMBRADO: -General: alumbrado uniforme de un espacio sin tener en cuenta las necesidades particulares de ciertas zonas. El nivel medio de iluminación deberá ser igual al requerido por la tarea específica visual. -General localizado: alumbrado general en zonas especiales de trabajo, donde se necesita un alto nivel de iluminación, bastando esa iluminación para las áreas contiguas. -Suplementario: alumbrado que proporciona un alto nivel de iluminación en puntos específicos de trabajo, mediante la combinación de los 2 métodos anteriores. Nivel de iluminación: existen tablas que indican los lux necesarios según la tarea. Indice del local: relación que existe entre sus dimensiones, la altura de montaje y el tipo de alumbrado. Para

luminarias directas, semidirectas y general difusa: Relación del local=[A.L]/h.[A+L] Para indirectas y semi-indirectas: Relación del local =[3.A.L]/2h.[A+L] Siendo A: ancho del local, L: longitud del local y h: la altura de montaje (entre la luminaria y el plano útil de trabajo) Factor de mantenimiento: hay 3 elementos de mantenimiento que afectan la cantidad de flujo luminoso, la depreciación luminosa de la lámpara, la pérdida por acumulación de polvo y suciedad sobre la lámpara y la pérdida de luz reflejada en las paredes y techos. Factor de utilización: relación entre el flujo luminoso que llega al plano de trabajo y el flujo total que emiten las lámparas instaladas. Alumbrado de interiores: se puede definir como iluminación general y uniforme de locales de forma rectangular con equipos de incandescencia o fluorescencia, dispuestos de forma simétrica respecto a los ejes de simetría del local, formando mallas. Proceso de cálculo - Se obtiene información como forma del local y tareas a realizarse. - Se fija el nivel de iluminación a obtener en el plano de trabajo (tablas). - Se determina el sistema de alumbrado y el tipo de luminaria. - Se calcula el índice del local y el factor de utilización.

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- Calculamos el flujo total a instalar: Øt=(E:L:A)/(Fm.Fu) donde E: nivel de iluminación en lux; L: longitud del local; A: ancho; Fm: factor de mantenimiento; Fu: factor de utilización. - Teniendo el flujo total y el que aporta cada luminaria, calculamos el n° de luminarias:

N=Øt/Øi ALUMBRADO DE EXTERIORES Disposición geométrica de las luminarias - Unilateral: las luminarias se sitúan a un lado de la calzada. - Al tresbolillo: se sitúan alternativamente a cada lado de la calzada. - En oposición: se sitúan a cada lado de la calzada una frente a la otra. - En catenaria: están suspendidas con su plano de distribución principal perpendicular al eje de la calzada. Altura de las luminarias: en función del flujo luminoso de las lámparas. Factor de mantenimiento: es el producto entre el factor de conservación y el de suciedad Rendimiento de una luminaria: relación del flujo emitido por la luminaria utilizada, con el aire en calma, a 25°C, a la tensión nominal y en la posición normal de funcionamiento, respecto al flujo de la o las lámparas que funcionen fuera de la luminaria en igualdad de condiciones. Factor de utilización: relación entre el flujo útil que llega a la calzada y el emitido. Proceso de cálculo - Método del factor de utilización: determina el flujo a aportar por la lámpara para iluminar un tramo rectangular de calzada de longitud D y ancho A mediante

Ø=(Em.A.D)/(Fu.Fm) donde Em es el nivel medio de iluminación. - Método punto a punto: se calcula el nivel puntual de iluminación (Ep) que aportan todas la lámparas sobre cada m2 de la calzada

Ep=(Iα.cos3α)/H2

donde Iα es la intensidad luminosa en un ángulo α, en un punto p de la calzada y H es la altura del punto de luz. CÁLCULO DE LA ILUMINACIÓN

Los cálculos de iluminación, están en conformidad a lo especificado en la ley 19587 de Seguridad e Higiene en el Trabajo. La ley 19587 establece la intensidad mínima de iluminación en función de la actividad que se desarrolla en cada uno de los ambientes

Lugar y/o Actividad a desarrollar Intensidad de iluminación mínima [ lux ]

Sala de Máquina 100

Depósito / Almacenes 100

Talles de Maquinas Herramientas 300

de 75

Donde:

N: Cantidad de luminarias

Fu: Factor de Utilización

E: Intensidad Lumínica (Lux)

A. Area del Local (m2)

F: Flujo total de cada luminaria (lumen)

Donde:

Hu: es la distancia entre el plano de trabajo y el

plano en donde se colocarán las luminarias.

a, b: largo y ancho, respectivamente del local

Baños 100

Oficinas Administrativas 500

Pasillos / Hall / iluminación general 100

Por otra para el cálculo de la cantidad y tipo de lámparas necesarias en cada ambiente es necesario considerar algunas de las siguientes cuestiones:

Factor de Utilización (FU)

Factor de Reflexión (FR)

Factor de Conservación (FC)

Factor del Local (K)

Dimensiones del local (superficie del piso, altura del techo)

Ubicación de la luminaria

Altura del plano de trabajo

Características edilicia de los ambientes

Otros aspectos

Para la determinación de Fu se utilizan tablas que correlacionan este factor con FR y K. El cálculo de K se realiza mediante la ecuación 1, mientras que la determinación de FR se corresponde a la capacidad reflexiva del techo, paredes y plano de trabajo, expresado en porcentaje.

)1(.

baH

baK

U

Los cálculos efectuados para determinar el número de lámparas que resulta necesario instalar, se expresan mediante la siguiente

expresión

FF

AEN

U

.

a

b

Hu

Ambiente a iluminar

Mod1_RESUMEN_Huile

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