ITSAINSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE ACAYUCANIngeniera Bioqumica

Ingeniera de Servicios

Monografa de ingeniera de servicios (Unidad 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9)

Grupo: 801-B

Oscar Omar Gmez Pea

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS UNIDAD 1: EL CONCEPTO DE LOS SERVICIOS AUXILIARES DE UNA PLANTA INDUSTRIAL 1.1.1 Agua. El agua es utilizada : Como parte constitutiva del propio producto Como un medio para calentar y enfriar Para generar vapor Para transportar sustancias o partculas disueltas Como materia prima Como disolvente Como agente de limpieza Cerca del 23% de agua dulce extrada en el mundo es utilizada en la industria 1.1.2 Vapor. Accionamiento de maquinaria Como medio de calentamiento Como agente para realizar alguna operacin en el proceso sobre todo en el de alimentos Como agente limpiador

1.1.3 Electricidad. Maquinas elctricas Sistema de iluminacin Sistemas de control Equipos de calor o frio Energa para los sistemas de comunicacin

1.1.4 Combustibles Generadores de vapor Generadores de electricidad Sistemas de calentamiento. Maquinaria de transporte.

1.1.5 Aire comprimido Para equipos neumticos como motores, elevadores, taladros, prensas, etc. Accionamiento de instrumentos como son los actuadores de vlvulas de control.Pgina 2 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS Agente de limpieza en algunas actividades. Como sustrato en los procesos aerobios.

1.1.6 Aire Acondicionado Temperatura adecuada en un espacio determinado Humedad ideal en un espacio determinado Proporcionar el movimiento y pureza necesaria del aire.

1.1.7 Manejo de residuos y desechos. Manejos de residuos slidos, lquidos y gases Manejos de residuos peligrosos Tratamiento de aguas residuales Manejo de residuos de laboratorios

1.2 Ubicacin de los servicios en la planta. Planta industrial.- Instalacin industrial compleja constituida por diferentes secciones o sectores, fsicamente separados en reas, en las que se integran las funciones de produccin y elementos auxiliares, donde todo esta dirigido hacia la satisfaccin de las necesidades impuestas por el proceso industrial de produccin. La ubicacin de los sistemas auxiliares en una planta implica la ordenacin fsica de cada uno de los equipos y componentes de los diferentes servicios. Siempre se debe de planear para tener una distribucin eficiente. Es decir un buen balance entre lo econmico, la seguridad, el mantenimiento, la operacin y futuras ampliaciones. 1.2.1 Factores determinantes para la ubicacin de los servicios. Energa Agua/Aire Separacin entre servicios Se deben ubicar de forma que sea fcil el suministro de combustible para las maquinas componentes de cada servicio. Se deben ubicar de forma que sea fcil el suministro de agua sobre todo para alimentacin de calderas y el aire para los compresores. Cada servicio debe contar con un rea claramente determinada para efectuar sus operaciones, y as evitar interferencias de diferentes funciones que ponen en riesgo a las personas, el producto, el proceso y las mismas instalaciones.Pgina 3 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS Distancia entre el proceso Seguridad Como estos servicios son para el proceso principal, se deben de ubicar ptimamente en relacin a los equipos principales. Se deben ubicar de forma que sea fcil el acceso a los operadores quedando el espacio necesario para evitar accidentes. Se debe considerar las emanaciones surgidas de estosservicios no vayan hacia otras partes de la planta industrial como pueden ser los humos o sustancias residuales.

1.2.2 Distribucin de los servicios en la planta. Ventajas de una buena distribucin de los servicios en la planta: Simplificacin de operaciones Reduccin de tiempos Mejoras en el proceso Contribuyen a aumentar la produccin Reduccin de riesgos para la salud y aumento de la seguridad a los operadores Incremento de la capacidad til del terreno Disminucin de retrasos en las operaciones de los procesos Facilidad de mantenimiento a los equipos 1.2.3 Orientacin de la planta de acuerdo a los servicios. El proceso de toma de decisin mediante el cual se elige la orientacin de una planta industrial, implica el estudio y anlisis sistemtico de un gran numero de factores. 1.2.3.1 Condiciones ambientales relacionadas a la ubicacin de planta El calor se debe cuidar en cierto equipos y procesos, es preferible orientar esta parte hacia la parte menos calurosa a tener que instalar un equipo de aire acondicionado. Las Lluvias para colocar reas criticas que pueden verse afectadas por este fenmeno, como pudieran ser las pozas de sedimentacin o algn equipo que se viera afectado por posibles inundaciones y provoque daos. 1.2.3.2 Orografa del terreno Dependiendo de las condiciones del terreno se pueden instalar ciertos equipos que aprovechen la altura o algn declive, por ejemplos equipos de bombeo. Se

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOSdebe tener en cuenta lo solido del suelo en servicios donde se tendrn vibraciones, como en las compresoras, turbinas o algn equipo.

1.2.3.3 Direccin de los vientos. Esto es importante, sobre todo cuando se tiene emociones que puedan afectar la salud de los trabajadores o de las personas que coliden con la empresa. Incluso si existen reas muy ruidosas y que por el efecto del viento pueda ser perjudicial a las personas. Adems tambin se pueden aprovechar para enfriar ciertas reas y bajar los costos generados por equipos adicionales de enfriamiento. 1.3 Costo de los servicios 1.3.1 Estimacin de costos de los servicios. Los costos que se debe de estimar en el funcionamiento de un rea de servicio son: Costos de equipos Tuberas e instalaciones Costo de operacin Costo de combustibles Costo de energa elctrica Costo de materia prima Costo de seguridad Costo de mantenimiento 1.4 Simbologa 1.4.1 Simbologa de lneas.Lneas para diagramas de flujos de proceso y para diagramas de tuberas e instrumentacin. Lnea de proceso Lnea de proceso subterrnea Lnea de servicios Lnea de servicios subterrnea

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOSLneas para seales de instrumentos.

Instrumento de seal neumtica

Instrumento de seal hidrulica

Instrumento de seal elctrica Instrumento de seal electromagntica, snica o radiactiva

Lnea de servicios Instrumento capilar, sistema trmico

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS UNIDAD 2: AGUA 2.1 Abastecimiento de agua. La red de abastecimiento de agua potable es un sistema de obras de ingeniera, concatenadas que permiten llevar hasta la vivienda de los habitantes de una ciudad, pueblo o rea rural relativamente densa, el agua potable. El sistema de abastecimiento de agua potable ms complejo, que es el que utiliza aguas superficiales, consta de cinco partes principales: Almacenamiento de agua bruta; Captacin; Tratamiento; Almacenamiento de agua tratada; Red de distribucin abierta

2.1.1 Aguas subterrneas. Las aguas subterrneas que se utilizan para el abastecimiento de agua son las que provienen de la napa fretica. Estas aguas presentan un nivel variable y como estn cerca de la superficie del terreno se contaminan fcilmente, por lo cual es necesario proteger el manantial, ya sea con respecto al lugar circundante como en lo que se refiere a su adecuada ubicacin, adems de los cuidados necesarios en la construccin de las instalaciones. El uso de la napa fretica presenta: Ventajas: Permite Obtener Agua De Buena Calidad, Con Ciertas Precauciones; La Captacin Es Simple Y Econmica, Y Brinda Facilidades Para Encontrar Agua Cerca Del Domicilio. Desventajas: Puede Tener Ciertas Sustancias Disueltas; Requiere Bombeo

Las aguas subterrneas se obtienen de las siguientes fuentes: 1. Manantiales;Pgina 7 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS 2. Galeras de infiltracin, y 3. Pozos. 2.1.1.1 Construccin de pozos Deben tomarse en cuenta las siguientes consideraciones bsicas respecto a la localizacin de los pozos: Buena capacidad del acufero; El pozo debe estar ubicado en el punto ms elevado posible del lote; Debe estar lo ms distante posible y en direccin opuesta a flujos subterrneos provenientes de puntos de convergencia conocidos, o susceptibles de contaminacin (fosas negras, letrinas, pozos de percolacin, desages, etctera). Con el fin de examinar el problema en trminos prcticos, se recomienda lo siguiente: a) Respetar las siguientes distancias mnimas entre la fuente de abastecimiento y los puntos de contaminacin: Letrinas, tanques spticos, formaciones de desages: 15 m Pozos de percolacin, lneas de irrigacin superficial, establos y corrales: 30 m Fosas negras (solucin no recomendada): 45 m Depsitos de basura, estercoleros: 15 m b) En lugares donde el rea adyacente al pozo sea accesible al ganado, se deber construir una cerca a no menos de 30 m de distancia del pozo. 2.1.2 Aguas superficiales. El agua superficial es aquella que se encuentra circulando o en reposo sobre la superficie de la tierra. Estas masas de agua sobre la superficie de la tierra, forma rios, lagos, lagunas, pantanos, charcas, humedales, y otros similares, sean naturales o artificiales. El agua superficial es la proveniente de las precipitaciones, que no se infiltra ni regresa a la atmsfera por evaporacin o la que proviene de manantiales o nacimientos que se originan de las aguas subterrneas. Las aguas superficiales pueden estar fluyendo constantemente como los ros o estar en reposo como los lagos y lagunas. El escurrimiento se da sobre la tierra debido a la gravedad y a la inclinacin del terreno. As cuando el agua cae del cielo (o se precipita, por ejemplo en forma de lluvia) la que no se infiltra, escurre en la direccin de la pendiente (hacia abajo) hasta que llega a los ros y lagos.

2.1.3 Equipo de bombeo.

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS Las bombas de riego ms comnmente usadas en captaciones de aguas, se pueden clasificar de acuerdo a la categora del impulsor en: Centrfugas: Son aquellos impulsores en que el agua suele salir en un ngulo de 90 al eje de rotacin Helicoidales: Son aquellos que impulsan el agua con una hlice es decir, el fluido sale paralelo al eje de rotacin 2.1.4 Red de distribucin. La red de distribucin se inicia en la primera casa de la comunidad; la lnea de distribucin se inicia en el tanque de agua tratada y termina en la primera vivienda del usuario del sistema. Consta de: Estaciones de bombeo; Tuberas principales, secundarias y terciarias.

2.2.1 Caracterizacin fsico-qumica. El agua es inspida e inodora El agua bloquea slo ligeramente la radiacin solar UV fuerte agua es una molcula polar enlace por puente de hidrgeno.13 El punto de ebullicin del agua (y de cualquier otro lquido) est directamente relacionado con la presin atmosfrica. El agua es un disolvente muy potente, El agua es miscible con muchos lquidos, como el etanol El agua pura tiene una conductividad elctrica relativamente baja El agua tiene el segundo ndice ms alto de capacidad calorfica especfica La densidad del agua lquida es muy estable y vara poco con los cambios de temperatura y presin El agua puede descomponerse en partculas hidrgeno y oxgeno mediante electrlisis. 2.2.2.1 Floculacin. Floculacin es un proceso mediante el cual, con la adicin de sustancias denominadas floculantes, se aglutinan las sustancias coloidales presentes en el agua, facilitando de esta forma su decantacin y posterior filtrado. Es un paso del procelizacin de aguas de origen superficial y del tratamiento de aguas servidas domsticas, industriales y de la Los compuestos que pueden estar presentes en el agua pueden ser: Slidos en suspensin; Partculas coloidales (menos de 1 micra), gobernadas por el movimiento browniano; y, Sustancias disueltas (menos que varios nanmetros). 2.2.2.2 Coagulacin.Pgina 9 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS La coagulacin tiene como finalidad anular las cargas elctricas de las partculas y transformar las impurezas que se encuentran en suspensiones finas o en estado coloidal y algunas que estn disueltas en partculas que puedan ser removidas por la decantacin (sedimentacin) y la filtracin. Tales aglomerados gelatinosos se agrupan y producen los flculos (floculacin). Factores que influyen en la coagulacin 1. Tipo de coagulante 2. Cantidad de coagulante 3. Concentracin y tipo de color y turbidez 4. Otras caractersticas qumicas del agua 5. Concentracin de iones-hidrgeno en el agua (pH) 6. Tiempo de retencin de las unidades de mezcla rpida y lenta 7. Temperatura 8. Agitacin 2.2.2.3 Suavizacin. La dureza total del agua se compone de Calcio y Magnesio, es un compuesto inico muy inestable, precipita en forma de Carbonato de Calcio. El intercambio inico es un procedimiento qumico por el cual se cambian iones fuertes por iones dbiles, este procedimiento se puede realizar en cationes y aniones con diferentes tipos de resina. El proceso de suavizacin se realiza de diferentes formas: 1. Ablandamiento Cal en fro, baja eficiencia y genera un alto contenido de slidos. 2. Ablandamiento Cal en caliente, mejor eficiencia pero requiere vapor. 3. Intercambio inico, se regenera con sal, muy eficiente. El procedimiento de intercambio inico para suavizar agua se realiza con resina catinica, la cual cambia iones de Calcio y Magnesio por iones de Sodio. Cuando la resina se satura se necesita regenerar, la resina del suavizador se regenera con una solucin saturada de Sodio, lo cual desplaza los iones de Calcio y Magnesio para volver a cargar la resina con iones de Sodio. La solucin de salmuera se prepara con sal industrial (NaCL). La resina catinica remueve los cationes fuertes del agua entre ellos el Fierro 2.2.2.4 Desionizacin. El agua desionizada o desmineralizada es aquella a la cual se le han quitado los cationes, como los de sodio, calcio, hierro, cobre y otros, y aniones como el carbonato, fluoruro, cloruro, etc. mediante un proceso de intercambio inico. Esto significa que al agua se le han quitado todos los iones excepto el H+, o ms

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS rigurosamente H3O+ y el OH-, pero puede contener pequeas cantidades de impurezas no inicas como compuestos orgnicos. 2.2.3.1 Sedimentacin. La sedimentacin es el proceso por el cual el material slido, transportado por una corriente de agua, se deposita en el fondo de un ro, embalse, canal artificial, o dispositivo construido especialmente para tal fin. Toda corriente de agua, caracterizada por su caudal, tirante de agua, velocidad y forma de la seccin tiene una capacidad de transportar material slido en suspensin. El cambio de alguna de estas caractersticas de la corriente puede hacer que el material transportado se sedimente; o el material existente en el fondo o mrgenes del cauce sea erosionado. 2.2.3.2 Filtracin. La filtracin del agua consiste en hacerla pasar por sustancias porosas que puedan retener o remover algunas de sus impurezas. Por lo general, se utiliza como medio poroso la arena soportada por capas de piedras, debajo de las cuales existe un sistema de drenaje. Con el paso del agua a travs de un lecho de arena se produce lo siguiente: La remocin de materiales en suspensin y sustancias coloidales; La reduccin de las bacterias presentes; La alteracin de las caractersticas del agua, inclusive de caractersticas qumicas.

sus

Los fenmenos que se producen durante la filtracin son los siguientes: a) La accin mecnica de filtrar; b) La sedimentacin de partculas sobre granos de arena; c) La floculacin de partculas que estaban en formacin, debido al aumento de la posibilidad de contacto entre ellas; d) La formacin de la pelcula gelatinosa en la arena, producida por microorganismos que se reproducen all (filtro lento). 2.2.3.3 smosis inversa. El fenmeno de la smosis est basado en la bsqueda del equilibrio. Cuando se ponen en contacto dos fluidos con diferentes concentraciones de slidos disueltos se mezclarn hasta que la concentracin sea uniforme. Si estos fluidos estn separados por una membrana permeable (la cual permite el paso a su travs de uno de los fluidos), el fluido que se mover a travs de la membrana ser el de menor concentracin de tal forma que pasa al fluido de mayor concentracin. 2.3 Tratamiento de aguas residuales.

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS En ingeniera ambiental el trmino tratamiento de aguas es el conjunto de operaciones unitarias de tipo fsico, qumico o biolgico cuya finalidad es la eliminacin o reduccin de la contaminacin o las caractersticas no deseables de las aguas, bien sean naturales, de abastecimiento, de proceso o residuales llamadas, en el caso de las urbanas, aguas negras. La finalidad de estas operaciones es obtener unas aguas con las caractersticas adecuadas al uso que se les vaya a dar, por lo que la combinacin y naturaleza exacta de los procesos vara en funcin tanto de las propiedades de las aguas de partida como de su destino final. Debido a que las mayores exigencias en lo referente a la calidad del agua se centran en su aplicacin para el consumo humano y animal estos se organizan con frecuencia en tratamientos de potabilizacin y tratamientos de depuracin de aguas residuales, aunque ambos comparten muchas operaciones. 2.3.3 Mtodos de tratamiento. Los procesos de tratamiento son los siguientes: Aeracin; Coagulacin; Floculacin; Decantacin o sedimentacin; Filtracin; Tratamiento por contacto; Correccin de la dureza; Desinfeccin; Sabor y olor; Control de la corrosin, y Cloracin 2.3.3.1 Tratamiento preliminar Busca acondicionar el agua residual para facilitar los tratamientos propiamente dichos, y preservar la instalacin de erosiones y taponamientos. Incluye equipos tales como rejas, tamices, desarenadores y desengrasadores. 2.3.3.2 Tratamiento primario. Tratamiento primario o tratamiento fsico-qumico: busca reducir la materia suspendida por medio de la precipitacin o sedimentacin, con o sin reactivos, o por medio de diversos tipos de oxidacin qumica poco utilizada en la prctica, salvo aplicaciones especiales, por su alto coste. 2.3.3.3 Tratamiento secundario. Tratamiento secundario o tratamiento biolgico: se emplea de forma masiva para eliminar la contaminacin orgnica disuelta, la cual es costosa de eliminar por tratamientos fsico-qumicos. Suele aplicarse tras los anteriores. Consisten en laPgina 12 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS oxidacin aerobia de la materia orgnica en sus diversas variantes de fangos activados, lechos de partculas, lagunas de oxidacin y otros sistemas o su eliminacin anaerobia en digestores cerrados. Ambos sistemas producen fangos en mayor o menor medida que, a su vez, deben ser tratados para su reduccin, acondicionamiento y destino final. 2.3.3.4 Desinfeccin. Tratamiento terciario, de carcter fsico-qumico o biolgico: desde el punto de vista conceptual no aplica tcnicas diferentes que los tratamientos primarios o secundarios, sino que utiliza tcnicas de ambos tipos destinadas a pulir o afinar el vertido final, mejorando alguna de sus caractersticas. Si se emplea intensivamente pueden lograr hacer el agua de nuevo apta para el abastecimiento de necesidades agrcolas, industriales, e incluso para potabilizacin (reciclaje de efluentes).

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS UNIDAD 3: VAPOR DE AGUA. 3.1 Manejo y uso del vapor de agua. El vapor de agua es un servicio muy comn en la industria, que se utiliza para proporcionar energa trmica a los procesos de transformacin de materiales a productos, por lo que la eficiencia del sistema para generarlo, la distribucin adecuada y el control de su consumo, tendrn un gran impacto en la eficiencia total de la planta. Esta situacin se refleja en los costos de produccin del vapor y, en consecuencia, en la competitividad y sustentabilidad de la empresa. En Mxico, la tercera parte de la energa utilizada a nivel nacional, es consumida por la industria, y de sta, cerca del 70% proviene de combustibles fsiles, distribuidos en la forma siguiente: el gas natural como principal recurso (50%), seguido por el combustleo (21%) y el coque (11%). Este requerimiento energtico demandado por la industria lo conforman principalmente los sistemas de combustin directa, como son los calentadores a fuego directo y calderas, donde estas ltimas se utilizan para la generacin de vapor, el cual se requiere para suministrar trabajo mecnico y calor a los procesos. La figura muestra un sistema de generacin y distribucin de vapor, cuyas partes principales se describen a continuacin:

3.1.1 Propiedades termodinmicas del vapor de agua. El vapor de agua es un servicio comn en la industria, se utiliza para proporcionar energa trmica a los procesos de transformaciones de los materiales a productos.

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS El punto de ebullicin del agua a 101.3 kpa, es de 100C. Si se adiciona 226 J de calor por Kg de agua convierte a esta en vapor de la misma temperatura. Si se somete a una presin mayor su punto de ebullicin crece de acuerdo a la ley de Boyle-Mariotte, si la presin es de 222.1 Kpa hierve a 374.15 C esto se

denomina punto crtico. Liquido saturado: Vapor saturado liquido saturado: Es aquel que est a punto de evaporarse totalmente en ese estado, como liquido nada de vapor + Se tiene lquido al mismo tiempo que se tiene vapor

Vapor a punto de condensarse toda como vapor y es Vapor saturado o necesario retirar calor o aumentar la presin para que se vapor saturado seco: generen gotas de liquido Se encuentra a una temperatura ms alta que la Vapor temperatura de vapor saturado por lo que la sustancia se sobrecalentado: encuentra en vapor pero ya no estar a punto de condensarse o formar gotas de lquido. Es la cantidad de energa en forma de calor que se Calor latente de absorbe durante la fusin que equivale a la energa fusin: liberada en el congelacin. Es la cantidad de energa absorbida durante la Calor latente de evaporacin y equivale a la energa liberada durante la evaporacin: condensacin.

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3.1.2 Usos: Esterilizacin Evaporadores Destiladores, Marmitas, Secadores, Turbinas, Pasteurizadores e Intercambiadores de calor. ESTERILIZACION Proceso de destruccin de microorganismos siendo lo mismo que sean patgenos o no, que estn sobre el materia o dentro de el. ESTERILIZACION POR VAPOR HUMEDO A PRESION Se lleva a cabo en autoclave, el calor hmedo destruye a los microorganismos por coagulacin de sus protenas celulares, el vapor penetra en la cmara de esterilizacin y alcanza cierta presin, el vapor se condensa al tocar los materiales fros esta condensacin libera calor hmedo y calentando simultneamente a cada material. Textiles secos: (ropas, vestidos, paos, gasas, algodones). Materiales duros: (envases, bateas, contenedores, etc.)

Esterilizacion por vapor seco La accin bacteriana de calor seco se debe a la oxidacin fsica o una lenta coagulacin de las protenas bacterianas por accin del calor El calor seco en forma de aire caliente es difcil de controlar. La penetracin en los materiales es lenta y requiere largo periodo de exposicin

Materiales que pueden esterilizarse:Pgina 16 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS Textiles, materiales no alterables por el calor Soluciones acuosas Todo lo que sea inflamable Complejos farmacolgicos en polvo Compuestos grasos Parafinas

La esterilizacion de equipos El proceso se lleva a cabo mediante la expulsin del aire que se encuentra en el interior del depsito y el envi de un chorro de vapor como consecuencia se obtiene la formacin de condensacin. El vapor en estado fluente tienen una temperatura que corresponde con la temperatura de la saturacin: 110C aproximadamente. Una vez pasados 40 minutos el nitrgeno sustituye al vapor, aquel presuriza el depsito, excluyendo al aire en su interior y sustituyndolo El interior del depsito se enfra cediendo el calor al exterior hasta obtener un depsito completamente asptico El ciclo est controlado por un carro automtico el cual espera la conclusin de todos los procesos midiendo la presin de ingreso, registrando la temperatura de descarga y poniendo en seguridad todo el sistema y llevando el recipiente contacto con el exterior Evaporadores La evaporacin es una operacin unitaria consistente en la eliminacin de agua de un alimento fluido mediante evaporizacin o ebullicin. Un evaporador consta de dos cmaras, una de condensacin y otra de evaporizacin.

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Destiladores En la destilacin por arrastre con vapor de agua intervienen dos lquidos: el agua y la sustancia que se destila. Estos lquidos no suelen ser miscibles La extraccin por arrastre de vapor de agua es uno de los principales procesos utilizados para la

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS Extraccin de aceites esenciales, que estn constituidos qumicamente por terpenoides y fenilpropanoides compuestos que son voltiles y por lo tanto arrastrables por vapor de agua.

Marmitas

Industria cosmtica y farmacutica Industria alimenticia y derivada Industrias de productos de limpiezas

Se utilizan generalmente para el procesamiento de alimentos en donde la produccin es demasiado grande, tambin en la fabricacin de mermeladas, jaleas, chocolates, dulces y confites, etc.

Secadores Secado: remocin de sustancias voltiles (que se llaman humedad) de una mezcal que se encuentra en un producto solido mediante la aplicacin de calor Su humedad se expresa en cantidad de agua en Kg por unidad de peso de material seco o mojado.

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Turbinas En la turbina, un chorro de vapor de agua a elevada presin, temperatura, se hace incidir de manera adecuada sobre un hlice con alabes de seccin apropiada. Durante el paso de vapor entre los alabes de la hlice, este se expande y se enfra entregando la energa y empujando los alabes para hacer girar la hlice colocada sobre el eje de salida de la turbina.

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Pasteurizadores Pasteurizar un producto en forma lquida de una sustancia sensible al calor, comprende la atomizacin del producto en forma lquida, en una cmara de mezcla calentad por vapor, de tal modo que se destruyen los microorganismos. El vapor se introduce en la cmara de mezcla a una presin de vapor de 3-20 bares, el tiempo de residencia del producto en la cmara de mezcla est comprendido entre 0, 2 y 20 msg.

Intercambiadores de calor

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS Es un dispositivo diseado para transferir calor de un fluido a otro, sea que estn separados o en contacto. Son esenciales para dispositivos de refrigeracin, acondicionamiento de aire, produccin de energa y procesamiento qumico.

3.1.3 Tipos de vapor: usados en planta. 3.1.3.1 Seco, saturado. Saturado Se utiliza en multitud de procesos industriales. Es el mtodo ms efectivo y de menor costo para esterilizar la mayora de los objetos de uso hospitalario, mediante una autoclave. Se utiliza el vapor saturado a presin atmosfrica en la hidrodestilacin, que son procesos para obtener aceite esencial de una planta aromtica En labores de limpieza con vapor En al pasteurizacin de alimentos y bebidas, etc.

Recalentado En sistemas de calefaccin central urbana Parte del vapor saturado y se le somete a un recalentamiento con el que alcanza mayor temperatura. Tambin se obtiene en las calderas de vapor pero que tienen secciones de recalentamiento para el vapor. Se utiliza para mover maquinas (de pistones y turbinas), accionamiento de barcos, generacin elctrica, etc. Tambin se utiliza en el secado de la madera, destilacin, obtencin del coke, etc.

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3.2 Produccin de vapor. Calderas Equipo que genera y entrega vapor en la cantidad, calidad y oportunidad requeridas para el usuario final, en forma continua con operacin econmica y segura. Como calidad de vapor entendemos vapor presin, temperatura, humedad, pureza y continuidad en la generacin. Materiales: Calderas de fusin: rendimiento bajo: tiene poca perdida de carga con los humos Calderas de acero: combustibles lquidos y gaseosos, por lo que tienen una mayor superficie de contacto y su rendimiento es mejor. Calderas murales: diseo compacto y reducido, empleadas para instalaciones familiares de ACS y calefaccin.

Combustibles: Slidos: difciles de operar por la alimentacin, las cenizas y suciedad que generan y el difcil control de la combustin Lquidos: el combustible debe ser pulverizado o vaporizado apara que reaccione con el aire Gaseosos: de combustin ms fcil pero ms peligrosa que los lquidos

Salida de humos: Calderas atmosfricas Calderas de presin: funcionan por la presin que se crea en la chimenea o por un ventilador que aspira; se evita la salida de humos al local. Calderas de sobrepresin: los gases circulan empujados por un ventilador, por lo que los gases circulen mas rpidos que en las calderas de presin

Entrada de aire: Circuito abierto y tiro natural Circuito abierto y tiro forzado

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3.2.1.2 Supercalentadores. Es un dispositivo con serpentines en el horno que calienta el vapor generado por la caldera, incrementando su energa trmica y haciendo decrecer la posibilidad de condensacin de una maquina. La presin no puede ser superior al de la caldera Incrementa la eficiencia del motor de vapor Reduce la cantidad de trabajo que se realiza para producir la misma cantidad de energa El instalarlo incrementa la capacidad de la planta con el mismo flujo de vapor.

3.2.1.3 Atemperadores. Es un preciso controlador de temperatura de agua o aceite hasta 300 C, para el calentamiento y/o enfriamiento de moldes en procesos de plastificacin: Moldes dePgina 24 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS inyeccin Termoformado, Calandras, etc. (plsticos tcnicos)

Controla la temperatura del sobrecalentador para asegurar que no supere los lmites del material de la turbina de vapor y de la caldera El control de la temperatura se consigue mediante el uso de un atemperador o desobrecalentador que inyecta una cantidad controlada de agua de refrigeracin en el flujo de vapor sobrecalentado. 3.3 Sistemas de Distribucin de vapor.

Sitema de agua de alimentacion

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS Controles

Sistemas de purgas y caudal de vapor

Planta generadora de electricidad

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3.3 Sistemas de Distribucin de vapor. La red de distribucin de vapor es el conjunto de elementos que une el generador de vapor y los equipos de calefaccin y consta de los siguientes elementos: Red de tuberas principales y secundarias Distribucin general, anclajes, abrazaderas, juntas. Aislamientos trmicos Vlvulas reductoras de presin Vlvulas de seguridad Sistemas de trampas para evacuacin de condensados Red de retorno de condensados Purgadores de aire de las redes

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS 3.3.2 Recuperacin de condensados. Tipos de tampas de vapor Su funcin es eliminar el condensado, aire y otros gases no condensados de las redes principales y de los equipos que trabajan con vapor, tan rpido como sea posible. Proporcionar: Prdidas de vapor mnimas Vida larga y confiable Resistencia a la corrosin Venteo de aires y otros gases Funcionamiento en contrapresin.

Clasificacin de las trampas de vapor Trabajan con la diferencia de densidad entre el vapor y el condensado. De flotador libre De balde invertido Trampas de vapor tipo mecnico:

Estas trampas operan mediante un sensor de temperatura, el que identifica la temperatura del vapor y del condensado. Trampas de vapor termostticas: De presin equilibrada Bi- metlicas

Opera con el principio de diferencia entre flujo de vapor sobre Trampas de la superficie comparado con el flujo del condensado. Al entra el vapor tipo vapor este viene con una velocidad mayor y el disco que usan termodinmico: como vlvula se cierra, y este disco se abre al presentarse laPgina 28 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS baja densidad del condensado.

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS UNIDAD 4: AIRE COMPRIMIDO El aire comprimido es la tecnologa o aplicacin tcnica de usar aire que se le ha aplicado presin de un compresor y para poder utilizarlo hay que deshumificarlo, filtrarlo y esterilizarlo. Compresor: son maquinas que aportan energa a los fluidos como gases y vapores sobre los que operan para hacerlos fluir aumentando al mismo tiempo su presin. Durante la compresin se engendra calor, y si no se elimina, se eleva la temperatura del aire a medida que se comprime por lo que los compresores se refrigeran para evitar este efecto. El grado de compresin c= p descarga/ p admisin Cuando la compresin es grande se emplea compresores de varias etapas escalonadas con o sin refrigeracin, y tienen una relacin de compresin de 3,5-4 Usos 1. Equipos de planta Dispositivos robustos como taladros, pulidores, motortools, elevadores, motores. En este caso el aire debe tener una calidad aceptable de humedad e impurezas. 2. Instrumentacin Se usan para actuadores de presin y pequeos motores neumticos. El aire a de tener un contenido de humedad tan bajo con el fin de evitar la presencia de condensados. 3. Limpieza y proceso Limpieza de equipos, instrumentos, equipos de laboratorio, para agitar lquidos, etc., el aire debe tener humedad controlada y ser estril.

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS 4.1 Obtencin de aire comprimido.

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS 4.1.1 Tipos de compresores y su seleccin.

4.1.1.1 Reciprocantes. Los compresores reciprocantes tiene una amplia gama de volmenes desplazados en el intervalo, 0 1000 m3/h, entrando en competencia con los de paleta, tornillo, etc. a) Compresores de simple efecto y una etapa de compresin, refrigerados por aire Hasta una capacidad de 1m3/min b) Compresores de simple efecto, de dos etapas de compresin, refrigerados por aire A partir de 2 asta 10 m3/min c) Compresores de doble efecto, dos etapas de compresin y refrigeracin por agua Comienza con 10 y llega asta 100 m3/min d) Compresores de simple efecto, dos etapas de compresin , y refrigeracin por aire sin engrase de cilindros Se inician con 2 y termina con 10 m3/min e) compresores de doble efecto, dos etapas de compresin y refrigeracin por agua sin engrase de cilindros Parten de 10 y llegan asta los 100 m3/minPgina 32 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS Clasificacin Por el nmero de etapas Por el modo de trabajo

Una etapa.- caudal limitado, servicio A) simple efecto intermitente B) doble efecto Dos etapas.- baja presin de 2 a 3 bares y alta presin hasta 8 bares C) etapas mltiples D) pistn diferencial

Rotores Compresores de tornillos elicoidales Aseguran el sellado con exceso de lubricacin Para instalaciones industriales del orden de 15 a 20 kg/cm2 Ventajas No tienen vlvulas de admisin y escape, pueden manejar sin ningn peligro volmenes de fluido frigorigeno lquido, ausencia de pulsaciones. Mnimo desgaste de sus componentes giratorios Son bastantes silenciosos, mas lo de rotor nico que los de rotor doble

Compresores de paletas deslizantes El volumen que maneja crese conforme a la excentricidad desde 600 a 5000 m3/hr de 3-7 kg/cm2Pgina 33 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS Ventajas No tiene vlvulas, son poco ruidosas, la entrada es continua

Compresores de lobulos roots Un par de rotores en forma de ochos conectados a ruedas dentadas que giran a la misma velocidad pero en sentidos contrarios bombean y comprimen el aire conjuntamente. Mas que comprimirlo lo impulsa. Los lbulos son helicoidales y de corte recto El lbulo recto tiende a pulsar a bajas velocidades Gran aplicacin como sobre alimentador de los motores diesel o sopladores de gases a presin moderada Producen altos volmenes de aire seco a relativamente baja presin Tiene pocas piezas en movimiento

Compresores de tornillos helicoidales

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS 4.1.1.2 Centrfugos. Se conforman por el rodete y el sistema difusor (cascada) El aumento de presin se obtiene sin alterar el volumen del gas solo con: 1) Un aumento de energa cintica del gas (presin dinmica) 2) Disminucin gradual, sin turbulencias de la velocidad alcanzada por el gas en el rodete Para alta presin velocidad alta en el rodete El volumen desplazado es funcin de la velocidad de giro y del tamao de los pasajes entre alabe y alabe, del rodete. Si se le colocan unos cuantos rodetes en serie, la relacin de compresin total del turbocompresor es igual al producto de las relaciones de compresin en cada escalonamiento 1) Usados en el rango de 1 a 100 m3/s 2) Se le pueden conseguir variaciones relativamente grandes de la capacidad sin que vari mucho la presin de descarga 3) Ocupa relativamente poco espacio 4) Flujo continuo y sin pulsaciones 5) Se pueden conectar directamente a un motor elctrico o a una turbina movida por vapor 6) Largos periodos de tiempo entre reparaciones u operaciones de mantenimiento 7) No hay contaminacin del gas por aceites lubricantes Rodete.- consta de un cierto nmero de alabes y tiene mucho que ver con la eficiencia del equipo por la friccin Rodete abierto: se fijan al cubo del rodete. Mal rendimiento, bajas velocidades Rodete semiabierto simple aspiracin: se fijan a un solo disco a un lado del mismo Rodete semiabierto: se fijan a uno y otro lado del disco, de doble aspiracin Rodete cerrado: se fijan entre la superficie anterior 1 y posterior 2. Difcil construccin

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Compresores centrfugos

4.1.1.3 Axiales. El aire fluye en direccin del eje del compresor El aire es tomado por el conjunto de laves mviles e impulsado hacia atrs en sentido axial y entregado al conjunto de alabes fijos con una mayor velocidad. Los alabes fijos o alabes del estator actan como difusor en cada etapa, transformando la energa cintica del aire en energa potencial en forma de

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS presin y a su vez, dan al flujo el angulo adecuado para entrar en los alabes mviles de la siguiente etapa.

Seleccin Caudal a suministrar Pequeos: con caudales hasta de 40 lts/seg y potencia de entrada de no ms de 15 kw Medianos: con caudales de 40 hasta 300 lts/seg y potencia de entrada de 15 100 kw Grandes: encima del lmite anterior Presin Servicio: caractersticas del compresor y avalada por el fabricante Trabajo: presin requerida en el lugar de trabajo, entre 5 y 8 bares Almacenamiento y regulacion del aire comprimido Tanque de almacenamiento Almacena el aire comprimido para cuando la demanda momentnea exceda la capacidad del compresor Absorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracin ocasionados por aplicaciones que requieren grandes cantidades de aires en lapsos cortos de tiempo Incrementa la refrigeracin y capta los condensados residuales y pequeas gotas de aceite

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS Compensa las variaciones de presin que tengan lugar en la red de tuberas Evita ciclos carga-descarga del compresor demasiados frecuentes.

4.1.2 Almacenamiento y regulacin del aire comprimido. Su misin es mantener la presin de trabajo lo ms constante posible, independiente mente de las variaciones que sufra la presin de red (entrada al regulador) y del consumo de aire. La presin de entrada siempre a de ser mayor que la salida

Acondicionamiento del aire segn su uso 4.2.1 Secado de aire. A causa del calor generado durante la compresin, el aire comprimido sale con una saturacin del 100%: al ir disminuyendo la temperatura del aire comprimido durante su permanencia en el tanque y su paso por los diferentes accesorios y tuberas, pierde capacidad de retener vapor de agua, lo cual genera inevitablemente condensados Refrigeracion Maquina con un circuito de refrigeracin tpico el cual se encarga de enfriar el aire por debajo de la temperatura mnima histrica en la red producindose

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS internacionalmente condensados que son retirados por medio de un separador centrifugo. El agua congelada obstruye tuberas.

Secado por adsorcin El materia de secado es granuloso con plantons vivos o en forma de perlas se componen de csai un 100% de dixido de silicio. En general se le da el nombre de gel La capacidad adsorbente de un lecho de gel es limitada, si esta saturada se regenera de forma simple, a travs del secador se sopla aire caliente que adsorbe la humedad del material de secado.

Secado por absorcin

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS Puramente qumico. El aire comprimido pasa a travs de sustancias secantes, el agua o vapor de agua entran en contacto con las sustancias y se combinan qumicamente con estas y se desprende como mezclas de agua y sustancias secantes. Las mezclas se eliminan manualmente o automticamente Ventajas Instalacin simple reducido desgaste mecnico No tiene piezas mviles No necesita de aportacin de energa exterior

4.2.2 Lubricacin de equipo. Lubricacin Evita friccin y desgaste Selle completamente Protege contra la corrosin Auxiliar en el sistema de enfriamiento Recoge partculas del sistema o equipo

Compresor Cuenta con un sistema de lubricacin para cada equipo o puede ser en conjunto. Eta lubricacin puede escaparse con el aire comprimido de salida, lo cual se debe analizar si es conveniente o no. Salpicado Forzado

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4.2.3 Aire para limpieza de instrumentos y equipos. El aire se puede utilizar para: Vaciado de producto contenido en equipos o tuberas Enfriamiento o aireado de un producto Agitacin de un producto en depsitos de almacenamiento, por ejemplo fermentadores, pasteurizadoras, reactores, emulsificadores, etc. Equipo de controlo de produccin que estn en contacto con el producto

El aire que entra en contacto directo con el producto debe ser: Limpio de aceite Seco Sin olor Estril

Cuando el aire no es suficiente para estas funciones se utiliza el aire comprimido del sistema central recibiendo un tratamiento individual pa cumplir con las especificaciones necesarias

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4.2.4 Esterilizacin de aire Debido a que en la compresin el aire sufre calentamiento, los microorganismos mueren, pero se puede volver a contaminar con el paso de las tuberas por lo que se colocan filtros estriles antes del equipo La esterilizacin se obtiene mediante la colocacin de filtros estriles: Algodn qumicamente puro Polister Polipropileno

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS UNIDAD 5: CLIMATIZACIN 5.1 Refrigeracin. La refrigeracin es el proceso de reduccin y mantenimiento de la temperatura (a un valor menor a la del medio ambiente) de un objeto o espacio. La reduccin de temperatura se realiza extrayendo energa del cuerpo, generalmente reduciendo su energa trmica, lo que contribuye a reducir la temperatura de este cuerpo. La refrigeracin implica transferir la energa del cuerpo que pretendemos enfriar a otro, aprovechando sus propiedades termodinmicas. La temperatura es el reflejo de la cantidad o nivel de energa que posee el cuerpo, ya que el fro propiamente no existe, los cuerpos solo tienen ms o menos energa trmica. De esta manera enfriar corresponde a retirar Energa (calor) y no debe pensarse en trminos de " producir fro o agregar fro". 5.1.1 Sistemas de refrigeracin. Se caracteriza por que el refrigerante que ingresa al Sistema de evaporador se convierte 100% en vapor, no existe retorno expansin de refrigerante lquido. Son llamados tambin sistemas de directa expansin seca Se caracteriza por que el nivel de refrigerante en el Sistema evaporador es alto y continuo gracias a un tanque inundado acumulador a la entrada. Son llamados tambin sistemas con sobrealimentacin de lquido. Se caracteriza por que el flujo msico de refrigerante lquido que entra al evaporador supera al que sale. El retorno de Sistema refrigerante al sistema es una mezcla de lquido y vapor. recirculado Son llamados tambin sistemas con sobrealimentacin de lquido. En sistemas de doble etapa adems de eliminar los vapores instantneos se utiliza un enfriamiento intermedio del vapor, el cual disminuye la potencia requerida en los Enfriamiento compresores. El proceso de enfriamiento requiere un intermedio sumidero de bajas temperaturas, ya que la mayor parte de la disipacin ocurre a temperaturas por debajo de la ambiente.Pgina 43 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS En plantas de refrigeracin industrial se tienen grandes diferencias entre la temperatura de evaporacin y la de Refrigeracin por condensacin. Esta diferencia es fuente de varios etapas problemas y de algunas oportunidades. La utilizacin de varias etapas requiere una mayor inversin en los equipos pero requerir menos potencia en la operacin. Se utiliza para obtener temperaturas muy bajas, criognicas Refrigeracin en para la licuefaccin de gases como el oxgeno, nitrgeno cascada entre otros. Se usan diferentes refrigerantes. 5.1.2 Caractersticas termodinmicas y qumicas de los refrigerantes. Un refrigerante es un producto qumico lquido o gas, fcilmente licuable, que se utiliza para servir de medio transmisor de calor entre otros dos en una mquina trmica, y concretamente en aparatos de refrigeracin. Los principales usos son los refrigeradores y los acondicionadores de aire. El principio de funcionamiento de algunos sistemas de refrigeracin se basa en un ciclo de refrigeracin por compresin, que tiene algunas similitudes con el ciclo de Carnot y utiliza refrigerantes como fluido de trabajo. En los aos 1980 comenzaron las preocupaciones por la capa de ozono, los refrigerantes ms usados eran los clorofluorocarbonos R-12 y R-22. El primero era empleado principalmente para aire acondicionado de vehculos y para pequeos refrigeradores; el segundo para aire acondicionado, refrigeradores, y congeladores comerciales, residenciales y ligeros. Algunos de los primeros sistemas emplearon el R-11 por su bajo punto de ebullicin, lo que permita construir sistemas de baja presin. La produccin de R-12 ces en Estados Unidos en 1995, y se planea que el R-22 sea eliminado en el 2010. Se est empleando el R-134a y ciertas mezclas (que no atentan contra la capa de ozono) en remplazo de los compuestos clorados. El R410a (comnmente llamada por su nombre comercial Puron) es una popular mezcla 50/50 de R-32 y R-125 que comienza a sustituir al R-22. Caractersticas de los refrigerantes Punto de congelacin. Debe de ser inferior a cualquier temperatura que existe en el sistema, para evitar congelaciones en el evaporador. Calor latente de evaporacin. Debe de ser lo ms alto posible para que una pequea cantidad de lquido absorba una gran cantidad de calor. Volumen especfico.- El volumen especfico debe de ser lo ms bajo posible para evitar grandes tamaos en las lneas de aspiracin y compresin Densidad. Deben de ser elevadas para usar lneas de lquidos pequeas. La temperatura de condensacin, a la presin mxima de trabajo debe ser la menor posible.Pgina 44 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS La temperatura de ebullicin, relativamente baja a presiones cercanas a la atmosfrica. Punto crtico lo ms elevado posible. No deben ser lquidos inflamables, corrosivos ni txicos. Dado que deben interaccionar con el lubricante del compresor, deben ser miscibles en fase lquida y no nocivos con el aceite. Los refrigerantes, se aprovechan en muchos sistemas para refrigerar tambin el motor del compresor, normalmente un motor elctrico, por lo que deben ser buenos dielctricos, es decir, tener una baja conductividad elctrica.

5.1.2.1 Eficiencia de enfriamiento. La decisin de enfriar y embarcar el producto inmediatamente o almacenarlo por un tiempo, muchas veces no depende slo del tipo de producto y de sus condiciones de mercadeo; tambin depende del aprovechamiento del espacio en la instalacin, los cuales sern determinados por el tipo de producto y su desarrollo. Obviamente, productos altamente perecederos requieren menor ubicacin espacial de almacenamiento que frutos menos perecederos, simplemente porque los primeros no pueden ser almacenados por largos periodos de tiempo sin ocasionar prdidas en su calidad. Si el presupuesto de la construccin lo permite, se aconseja construir un espacio de almacenamiento suficiente para mnimo un da de cosecha de los productos ms perecederos. De otro lado, un exceso en el dimensionamiento del espacio de almacenamiento ocasionar gastos innecesarios de energa y de dinero. Para determinar la cantidad de espacio refrigerado a construir, se usa la siguiente frmula Donde : V = Volumen de espacio a refrigerar. [ft3] C = Nmero mximo de bushels* a ser enfriado en un tiempo. S = Nmero mximo de bushels a ser almacenado en un tiempo. *Bushel : Medida de cereales y frutas. Equivale a 36.36 litros en Gran Bretaa y a 35.24 litros en Estados Unidos. Despus que se ha determinado el valor numrico de V, se divide por la altura del techo (en pies), para obtener el rea a enfriar en pies cuadrados. Debemos recordar que el techo debe tener mnimo 18 pulgadas ms, que la altura de apilamiento de los productos que se van a enfriar. Para frutos empacados en bultos, el volumen debe convertirse a bushels antes de aplicar la ecuacin anterior. 5.1.3 Aplicacin de la refrigeracin a cuartos fros.

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS El control de la temperatura adecuada de almacenamiento es esencial para mantener la calidad del producto fresco. Mediante la construccin y el mantenimiento de los cuartos fros los productores, empacadores y expendedores pueden reducir substancialmente el costo total proveniente del uso de este tipo de estructuras. Muchas frutas y vegetales tienen una vida muy corta despus que han sido cosechadas a la temperatura normal del cultivo. El enfriamiento Poscosecha remueve rpidamente este calor de campo, permitiendo as periodos relativamente amplios de almacenamiento y ayuda a mantener la calidad hasta el consumidor final, brindando al mercado cierta flexibilidad permitiendo el aumento en las ventas del producto en un mayor tiempo. 5.2 Acondicionamiento del aire. El acondicionamiento de aire es el proceso ms completo de tratamiento del aire ambiente de los locales habitados; consiste en regular las condiciones en cuanto a la temperatura (calefaccin o refrigeracin), humedad, limpieza (renovacin, filtrado) y el movimiento del aire dentro de los locales. Si no se trata la humedad, sino solamente de la temperatura, podra llamarse climatizacin. 5.2.1 Sistemas generales de acondicionamiento. Entre los sistemas de acondicionamiento se cuentan los autnomos y los centralizados. Los primeros producen el calor o el fro y tratan el aire (aunque a menudo no del todo). Los segundos tienen un/unos acondicionador/es que solamente tratan el aire y obtienen la energa trmica (calor o fro) de un sistema centralizado. En este ltimo caso, la produccin de calor suele confiarse a calderas que funcionan con combustibles. La de fro a mquinas frigorficas, que funcionan por compresin o por absorcin y llevan el fro producido mediante sistemas de refrigeracin. 5.2.2 Clculo de la carga trmica de acondicionamiento. El concepto de carga trmica est asociada a sistemas de calefaccin, climatizacin y acondicionamiento de aire, as como a sistemas frigorficos. Este hace referencia a la energa en forma de calor a aportar o extraer de la edificacin o recinto frigorfico, segn corresponda. Es decir, la solicitacin trmica a controlar en sistemas de climatizacin y frigorficos. Si bien el mtodo de clculo de esta carga es demasiado extenso para presentarlo, coincide en algunos puntos elementales para las diferentes reas. A medida que los clculos requieren mayor exactitud se requiere de mayor cantidad de datos, como acontece en el clculo para climatizacin donde la orientacin, altitud y latitud de la edificacin son datos de elemental relevancia.

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS No as en el clculo para calefaccin, y datos no despreciables pero de menor incidencia para el clculo en refrigeracin. No obstante lo anterior, y como en muchas ciencias existe software especializado para realizar estos clculos. aplicadas,

De esta manera la carga trmica debe ser contrarrestada por medio de distintos sistemas trmicos as como distintos tipos de intercambiadores de calor. En sistemas de calefaccin estos se suelen trabajar con calderas alimentadas con distintos tipos de combustibles y con radiadores y/o sistemas de losa o suelo radiante. En sistemas de climatizacin se suele usar equipos climatizadores de ciclo reversible tipo bomba de calor con evaporadores de tipo serpentn aleteado. En refrigeracin industrial se suele extraer la carga trmica de las cmaras de refrigeracin por medio de evaporadores de expansin seca o inundados, segn la naturaleza del sistema de refrigeracin por compresin. 5.2.3 Equipos de enfriamiento. 5.2.4 Equipos de calefaccin. 5.3 Bomba trmica en acondicionamiento de aire. El acondicionamiento de aire es un proceso de tratamiento que controla el ambiente interior de una vivienda o local: en verano mediante la refrigeracin y en invierno con la calefaccin. Cuando se cubren ambos servicios se habla de climatizacin. Los acondicionadores de aire pueden pertenecer a dos familias bsicas: Slo fro, cuando nicamente proporcionan refrigeracin (conocidos como aparatos de aire acondicionado). Bomba de calor, cuando adems de refrigeracin proporcionan calefaccin, es decir, climatizacin.

En esta informacin bsica de producto se incluyen nicamente los aparatos condensados por aire, dada su fcil aplicacin al caso de hogares, oficinas y pequeos locales comerciales y de servicios. Ventajas: La gran ventaja de la bomba de calor reside en su eficiencia energtica en calefaccin, puesto que es capaz de aportar ms energa que la que consume, aproximadamente entre 2 y 3 veces ms. Esto es as porque el equipo recupera energa gratuita del ambiente exterior y la incorpora como energa til para calefaccin. Por tanto, para lograr el mismo efecto consume menos energa que otros aparatos oPgina 47 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS sistemas de calefaccin y, lgicamente, el coste de calefaccin es tambin ms reducido, en lnea con los sistemas ms competitivos. Adems de esta ventaja, cabe sealar: Rene dos servicios en un solo aparato y una sola instalacin, lo que limita la inversin necesaria y simplifica las instalaciones. Variedad de marcas y modelos que facilitan la colocacin en distintos lugares: pared, techo, suelo, etc. Prcticamente sin mantenimiento, salvo la limpieza peridica del filtro de aire. Limitaciones: En zonas donde las condiciones climticas invernales son especialmente adversas o cuando la temperatura exterior es muy baja, puede tener dificultades para aportar todo el calor necesario y requerir resistencia de apoyo, con un coste de funcionamiento muy superior. A pesar de que los equipos son muy silenciosos, el nivel de ruido causado por el ventilador puede resultar molesto para determinadas personas en despachos, salas de reunin o dependencias similares. 5.4 Bancos de hielo. Cuando dentro de un proceso se requiere agua enfriada, la termoacumulacin se transforma en la solucin ideal, permitiendo reducir el costo inicial del sistema frigorfico, disminuir el costo de operacin y obtener alta eficiencia y confiabilidad. Especialmente sugerido para aquellos casos en que el proceso posibilita la acumulacin por un tiempo no inferior a 10 horas, siendo muy fcil su amortizacin. 50 modelos cubren capacidades desde 105 a 1590 TR/h. La formacin de hielo puede lograrse por dos vas diferentes denominadas external melt e internal melt. En el primero, circula el fluido refrigerante por el interior de los tubos, generando y acumulando hielo sobre la pared externa de los mismos; bombeando el agua acumulada en el tanque, el retorno produce el derretimiento de dicha acumulacin. En el segundo caso, la solucin eutctica contenida en el tanque permanece esttica y el derretimiento se produce por circulacin en el interior de la batera de enfriamiento. Unidad preensamblada para ser montada a una planta de refrigeracin ya existente. Equipo de fro completo con unidad compresora / condensador/ Sistemas de evaporacin para bancos de hielo.Pgina 48 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS Aplicaciones Industria del pescado Industria crnica Plantas avcolas Industria alimenticia Industria de zumos y refrescos, cerverceras Panadera Industria lctea Refrigeracin de hormign Industria qumica Industria farmacutica

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS UNIDAD 6: COMBUSTIBLES 6.1 Tipos de combustibles y su importancia en la industria. Combustible es cualquier material capaz de liberar energa cuando se oxida de forma violenta con desprendimiento de calor. Supone la liberacin de una energa de su forma potencial (energa qumica) a una forma utilizable sea directamente energa trmica) o energa mecnica (motores trmicos) dejando como residuo calor (energa trmica). En general se trata de sustancias susceptibles dequemarse, pero hay excepciones que se explican a continuacin. Hay varios tipos de combustibles: Entre los combustibles slidos se incluyen el carbn, la madera y la turba. El carbn se quema en calderas para calentar agua que puede vaporizarse para mover mquinas a vapor o directamente para producir calor utilizable en usos trmicos (calefaccin). La turba y la madera se utilizan principalmente para la calefaccin domstica e industrial, aunque la turba se ha utilizado para lageneracin de energa y las locomotoras que utilizaban madera como combustible eran comunes en el pasado. Entre los combustibles fluidos, se encuentran los lquidos como el gasleo, el queroseno o la gasolina (o nafta) y los gaseosos, como el gas natural o los gases licuados de petrleo (GLP), representados por el propano y el butano. Las gasolinas, gasleos y hasta los gases, se utilizan para motores de combustin interna. 6.1.1 Hidrocarburos lquidos. La presencia en diversas cantidades de cada uno de los elementos qumicos (orgnicos e inorgnicos) que componen el petrleo, determinan sus caractersticas particulares como el color, densidad, viscosidad, entre otras, las que nos permiten clasificarlo de diferentes maneras. Los tipos de petrleo pueden ser determinados de distintos modos en funcin al criterio que se desee considerar como predominante, siendo los ms comunes: Por su composicin qumica

Este tipo de clasificacin depende estrictamente de la presencia de ciertos componentes qumicos en el petrleo, as como de la unin de stos en elementos ms complejos. Su importancia radica en las caractersticas particulares que cada uno de estos elementos le aade al petrleo. As tenemos que se puede clasificar en: Cuyo componente principal es el compuesto qumico llamado parafina. Son muy fluidos y de color claro. Proporcionan una mayor cantidad de nafta (usada para obtener solventes de pintura, productos de lavado al seco o gasolinas) y lubricantesPgina 50 de 84

Parafnico

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS que los otros tipos de petrleo en el proceso de refinacin. Siendo sus componentes principales los naftenos y los hidrocarburos aromticos. Son petrleos muy viscosos y de Naftnicos coloracin oscura. Generan una gran cantidad de residuos tras el proceso de refinacin. Mixtos Es decir, con presencia de ambos tipos de compuestos Por su densidad

La referencia que sustenta esta clasificacin es la gravedad API (del Instituto de Petroleo Americano), que es una medida de densidad. La densidad es una propiedad fsica que mide la cantidad de masa contenida en un determinado volumen. Por ejemplo, si comparamos 1 kg de ladrillos con 1 kg de plumas tendremos que los ladrillos ocuparn un espacio menor que las plumas, y esto se debe a que los ladrillos tienen una mayor densidad, en otras palabras, ocupan una mayor cantidad de masa en un espacio menor. La Gravedad API se basa en la comparacin de la densidad del petrleo con la densidad del agua, es decir, se busca determinar si el petrleo es ms liviano o pesado que sta ltima. La clasificacin propuesta por el Instituto de Petrleo Americano indica que a una mayor gravedad API el petrleo ser ms liviano, como se puede ver en el siguiente cuadro. Por la presencia de azufre

Como mencionamos en un inicio, el azufre es uno de los componentes que estn presentes en los hidrocarburos. Pero su presencia en los hidrocarburos implica la necesidad de mayores procesos de refinamiento, y por ende un mayor costo final, razn por la cual la presencia de azufre es tambin un determinante del valor comercial del petrleo. As, tenemos que el petrleo puede clasificarse de 2 formas: Petrleo Dulce Petrleo Agrio Es aquel que contiene menos de 0.5% de contenido sulfuroso, es decir, con presencia de azufre. Es un petrleo de alta calidad y es ampliamente usado para ser procesado como gasolina. es aquel que contiene al menos 1% de contenido sulfuroso en su composicin. Debido a la mayor presencia de azufre su costoPgina 51 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS de refinamiento es mayor, razn por la cual es usado mayormente en productos destilados como el diesel, dado su menor costo de tratamiento. 6.1.2 Slidos: Carbn mineral, carbn vegetal y residuos agrcolas. Solido Definicin Aplicaciones Es una roca sedimentaria de Generacin de energa elctrica. En los color negro, muy rica en ltimos aos se han desarrollado otros carbono, utilizada como tipos de centrales que tratan de aumentar combustible fsil. Suele el rendimiento y reducir las emisiones localizarse bajo una capa de contaminantes, entre ellas las centrales de pizarra y sobre una capa de lecho fluido a presin arena y arcilla. Se cree que la mayor parte del carbn se Siderurgia. Mezclando minerales de hierro form durante el perodo con carbn se obtiene una aleacin en la carbonfero (hace 280 a 345 que el hierro se enriquece en carbono, millones de aos). obteniendo mayor resistencia y elasticidad. Dependiendo de la cantidad de carbono, se obtiene: Carbn Mineral 1. Hierro dulce: menos del 0,2 % de carbono 2. Acero: entre 0,2% y 1,2% de carbono 3. Fundicin: ms del 1,2% de carbono

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS El carbn vegetal es un material combustible slido, frgil y poroso con un alto contenido en carbono (del orden del 80%). Se produce por calentamiento de residuos vegetales, hasta temperaturas que oscilan entre 400 y 700 C, en ausencia de aire. Segn su procedencia tena El carbn vegetal se usa mayoritariamente como combustible, no solo de uso domstico sino tambin industrial, especialmente en los pases en vas de desarrollo. La produccin de carbn vegetal tiene un importante impacto ambiental que es necesario disminuir. Son restos y sobrantes de cultivos como por ejemplo la paja de los cereales, poda de rboles y viedos. En el ao 1999 se realiz un estudio para identificar los residuos agrcolas con las mejores posibilidades de uso energtico en nuestro pas. Dentro de ellos, la cascarilla de arroz, la cscara de caf y el rastrojo de algodn obtuvieron la mejor calificacin. El carbn vegetal se usa mayoritariamente como combustible, no solo de uso domstico sino tambin industrial, especialmente en los pases en vas de desarrollo. La produccin de carbn vegetal tiene un importante impacto ambiental que es necesario disminuir

6.1.3 Gases. Se denominan combustibles gaseosos a los hidrocarburos naturales y a los fabricados exclusivamente para su empleo como combustibles, y a aquellos que se obtienen como subproducto en ciertos procesos industriales y que se pueden aprovechar como combustibles.Pgina 53 de 84

Residuos orgnicos

Carbn Vegetal

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS La composicin de stos vara segn la procedencia de los mismos, pero los componentes se pueden clasisificar en se pueden clasificar en gases combustibles (CO, H2, (HC)) y otros gases (N2, CO2, O2). Los combustibles gaseosos se clasificacan en: Combustibles gaseosos naturales Combustibles gaseosos manufacturados

Nos interesa conocer el porcentaje de los componentes que integran los gases. Se usan para estos los mismos procedimientos que para el anlisis de los gases de combustin. Propiedades y ventajas de los combustibles gaseosos El poder calorfico, una de las propiedades ms importantes de un combustible, se expresa para los combustibles gaseosos por unidad de volumen en condiciones normales. El valor del poder calorfico va a variar mucho dependiendo del tipo de gas que estemos manejando, y por lo tanto, en funcin de los componentes del combustible que estemos manejando. Los componentes no combustibles de un combustible van a bajar el rendimiento calorfico de la combustin. Sin embargo, a pesar de esto, a veces, un combustible de calidad inferior pero que sea subproducto de un proceso industrial puede ser ms ventajoso econmicamente. Recordamos que existen dos clases de poder calorfico: 1. Poder calorfico superior, que es el que se libera al realizar la combustin de una unidad de volumen de gas 2. Poder calorfico inferior, que es igual que el anterior, pero sin tener en cuenta el calor de condensacin del agua producida en la combustin. 6.1.4 Sintticos. Se llama combustible sinttico a la gasolina, el queroseno y el gasleo obtenidos mediante procesos termoqumicos a partir de carbn, de gas natural o de biomasa. Fue inventado por el cientfico alemn ganador del premio Nobel Friedrich Bergius en el ao 1927. Por extensin, tambin puede usarse para otros productos combustibles (por ejemplo metanol, dimetilter o butano) y para otros tipos de materias primas "no convencionales" (por ejemplo las arenas bituminosas o los residuos plsticos). Los tres principales procesos de produccin de combustibles sintticos son: Licuefaccin directa del carbn. Produccin de gas de sntesis (CO + H2) seguida de sntesis FischerTropsch.

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS Produccin de gas de sntesis seguida de sntesis de metanol y a continuacin transformacin del metanol en gasolina y/o gasleo.

Segn que la materia prima sea carbn, gas natural o biomasa, se suele hablar de procesos y productos CTL (del ingls Coal-to-Liquids), GTL (Gas-to-Liquids) o BTL (Biomass-to-Liquids) respectivamente. 6.1.5 Fuentes alternativas: Biogas, biodisel, residuos peligrosos, deshechos industriales. El biogs es un gas que se genera en medios naturales o en dispositivos especficos, por las reacciones de biodegradacin de la materia orgnica, mediante la accin de microorganismos (bacterias metanognicas, etc.), y otros factores, en ausencia de Bio-Gas oxgeno (esto es, en un ambiente anaerbico). El producto resultante est formado por metano (CH4), dixido de carbono (CO2), monxido de carbono (CO) y otros gases en menor proporcin. El biodisel es un biocombustible lquido que se obtiene a partir de lpidos naturales como aceites vegetales o grasas animales, con o sin uso previo, mediante procesos industriales de esterificacin y transesterificacin, y que se aplica en la preparacin de sustitutos totales o parciales del petrodisel o gasleo obtenido del petrleo. Cualquier remanente que resulte de un proceso productivo, que por su composicin, presentacin o combinacin pueda ser un peligro presente o a futuro, ya sea directa o indirectamente para la salud humana y el entorno. Un residuo es considerado como peligroso si aparece en los listados contenidos en la Norma Oficial Mexicana: NOM-052- ECOL93 y si tiene alguna de las siguientes caractersticas: Residuos peligrosos Corrosivos Txicos Reactivos Inflamables Explosivos Biolgicoinfecciosos

Bio-Disel

Existen productos que se consideran como peligrosos e intrnsecamente como residuos peligrosos: Un ejemplo son medicamentos caducos o fuera de especificaciones y estos debern por sus caractersticas de riesgo enviarse a destruccin. Hay varias alternativas para el manejo de los residuos peligrosos.Pgina 55 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS Las principales son las siguientes: Reciclaje. Destruccin Confinamiento

Un desecho es un subproducto derivado de algunas actividades industrial. Es aquello que queda despus de haber escogido lo mejor o ms til de alguna actividad. Desechos Industriale s Es un material inservible que queda despus de haber realizado un trabajo u operacin. Puede referirse adems a equipos obsoletos. Hay una muy variada gama de desechos industriales que podran entrar como materia prima al Ecuador y que podran convertir a nuestro pas en un basurero industrial.

6.2 Propiedades. 6.2.1 Poder calorfico. El poder calorfico es la cantidad de energa que la unidad de masa de materia puede desprender al producirse una reaccin qumica de oxidacin (quedan excluidas las reacciones nucleares, no qumicas, de fisin o fusin nuclear, ya que para ello se usa la frmula E=mc). El poder calorfico expresa la energa mxima que puede liberar la unin qumica entre un combustible y el comburente y es igual a la energa que mantena unidos los tomos en las molculas de combustible, menos la energa utilizada en la formacin de nuevas molculas en las materias (generalmente gases) formadas en la combustin. La magnitud del poder calorfico puede variar segn como se mida. Segn la forma de medir se utiliza la expresin poder calorfico superior (abreviadamente, PCS) y poder calorfico inferior (abreviadamente, PCI). La mayora de los combustibles usuales son compuestos de carbono e hidrgeno, que al arder se combinan con el oxgeno formando dixido de carbono (CO2) y agua (H2O) respectivamente. Cuando se investig cientficamente el proceso de la combustin, se consider que para el buen funcionamiento de las calderas donde se produca, era necesario que los gases quemados salieran por el conducto de humos a una cierta temperatura mnima para generar el tiro trmico necesario para un buen funcionamiento. Esta temperatura est por encima de los 100 C, por lo que el agua producida no se condensa, y se pierde el calor latente o calorPgina 56 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS de cambio de estado, que para el agua es de 2261 kilojulios (540 kilocaloras) por kilogramo de agua, por lo que hubo necesidad de definir el poder calorfico inferior, para que las calderas tuvieran, aparentemente, unos rendimientos ms alentadores. Por ello, se us la denominacin poder calorfico superior para el calor verdaderamente producido en la reaccin de combustin y poder calorfico inferior para el calor realmente aprovechable, el producido sin aprovechar la energa de la condensacin del agua y otros procesos de pequea importancia. 6.2.2 Explosividad. Capacidad de ciertas sustancias, slidas, liquidas, gaseosas, mezcla o combinacin de ellas, por la cual pueden por s mismas emitir, mediante reaccin qumica, un gas a temperatura, presin y velocidad tales que las hace susceptibles de provocar daos a la salud, zona circundante y/o al ambiente en general. 6.2.3 Volatilidad. Esto significa que el grado en que se libera vapor, especialmente a temperaturas ambiente. If there is significant vapour it can make the fuel more hazardous as the vapour can easily catch fire if there is a source of ignition. Si hay vapor de importantes que puede hacer el combustible ms peligroso que el vapor puede inflamarse si hay una fuente de ignicin. The so called flash point is a measure of this. El combustible, que puede ser gasolina o diesel se almacena en un tanque de combustible, la gasolina es un combustible muy voltil, mientras que diesel no lo es. 6.2.4 Corrosividad. Se define corrosin como el agente qumico que desgasta un metal o la erosin qumica de un metal estos pueden ser corrodos por gases, lquidos, etc. Gas corrosivo es aquel que produce una corrosin de, mas de 6mm/ao en acero A-37 a una temperatura de 55C Los gases tienen unas propiedades fsicas y qumicas, las primeras conducen a que los gases sean comprensibles, que ocupen todo el volumen del recinto en donde se encuentren, etc. En cuanto a las propiedades qumicas, conducen a la existencia de los siguientes tipos de gases: Gases inertes Gases comburentes No arden, no mantienen la combustin y en su seno no es posible la vida, argn, nitrgeno, etc. Son indispensables para mantener la combustin, oxgeno, protxido de nitrgeno, etcPgina 57 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS Gases combustibles Gases corrosivos Gases txicos Arden fcilmente en presencia del aire o de otro oxidante, hidrgeno, acetileno Capaces de atacar a los materiales y destruir los tejidos cutneos, cloro. Producen interacciones en el organismo vivo, pudiendo provocar la muerte a determinadas concentraciones, monxido de carbono.

6.3 Almacenamiento y manejo. 6.3.1 Tipos de almacenaje. Depsito de combustible El depsito de combustible o tanque de combustible es un contenedor seguro para lquidos inflamables, que suele formar parte del sistema del motor, y en el cual se almacena el combustible, que es propulsado (mediante la bomba de combustible) o liberado (como gas a presin) en un motor. Los depsitos de combustible varan considerablemente de tamanio y complejidad, desde un diminuto depsito de butano para un mechero hasta el depsito externo de combustible criognico multicmara de un transbordador espacial. Normalmente un caractersticas: depsito de combustible cuenta con las siguientes

Almacenamiento seguro de combustible. El relleno debe ser sin riesgos (ej. chispas). Almacenamiento sin prdidas por escape o evaporacin. Proveer de un mtodo para determinar el nivel de combustible en el depsito en todo momento. Para ello se usa un indicador del nivel de combustible. Venting (en caso de sobrepresin los vapores de combustible deben ser desviados por medio de vlvulas). Alimentacin del motor (por medio de una bomba). Anticipar posibles daos y riesgos para aumentar el potencial de sobrevivir

Tambores de seguridad para transporte y almacenamiento Es un recipiente aprobado de no ms de 5 galones de capacidad Tapa cerrada con resorte y tapa con surtidor Disminuye su presin interior en forma segura al ser expuesto al fuego

Gabinetes de almacenamiento No almacenar ms de 60 galones de lquidos Clase I y/o Clase II, o no ms de 120 galones de lquidos Clase III en el gabinete.Pgina 58 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS Debe estar claramente sealado con un cartel que diga Inflamable mantener el fuego alejado. Las puertas de un gabinete de metal deben tener una cerradura de tres posiciones (arriba, al costado y abajo) y el umbral de la puerta debe estar por lo menos dos pulgadas por encima de la base del gabinete.

6.3.2 Manejo de combustibles. Productos lquidos ms o menos voltiles constituidos generalmente por la mezcla de varios componentes, cuya propiedad comn es su inflamabilidad en mayor o menor grado y cuyo punto de inflamacin es generalmente inferior a 55 C En general:

Como norma general, los lugares en los que se manipulen estos productos deben estar acondicionados segn se indica en la IOP SQ 17 (a). Si a pesar de todo puede persistir su presencia, utilizar proteccin respiratoria provista del adecuado filtro, de acuerdo con la IOP SQ 18 (a). Utilizar la proteccin ocular recomendada en la IOP SQ 15 (a). Proteger la piel del contacto con estos productos utilizando los guantes y ropa recomendados en la IOP SQ 16 (a). En trabajos de precisin en los que se requiera mucha sensibilidad tctil y no sea posible el uso de guantes, utilizar crema barrera adecuada para estos productos. La proteccin que proporcionan dichas cremas no dura toda la jornada, por lo que se aplicarn al comenzar el trabajo con las manos limpias y se repetir la aplicacin al menos dos veces ms durante la jornada, debiendo lavarse siempre antes de aplicar la crema.

En espacios confinados:

Airear los espacios con aire comprimido, NUNCA CON OXGENO. Acceder al recinto con equipo de respiracin autnoma, segn establece la IOP SQ 18 (a). Las mscaras provistas de filtro podrn utilizarse nicamente cuando se garantice que la aireacin previa es totalmente eficaz. Equiparse con cinturn de seguridad y cuerda de rescate. Emplazar una segunda persona en el exterior del recinto que mantenga la cuerda de rescate y vigile a quien se encuentra en el interior.

Condiciones a tener en cuenta para el manejo seguro:

No guardar ni consumir alimentos o bebidas, ni fumar ni realizar cualquier actividad que implique el uso de elementos o equipos capaces de provocar

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS chispas, llamas abiertas o fuentes de ignicin, tales como cerillas, mecheros, sopletes, etc., en los lugares donde se utilicen estos productos. Evitar el contacto con la piel, as como la impregnacin de la ropa con estos productos. No reutilizar botellas de agua o contenedores de bebidas, rellenndolos con los productos en cuestin. Cuando sea necesario trasvasarlos desde su envase original a otro ms pequeo, usar recipientes especiales para productos qumicos y etiquetarlos adecuadamente, debiendo permanecer siempre bien cerrados. No acumular trapos impregnados en recintos cerrados y con poca ventilacin, ya que pueden autoinflamarse. Evitar el contacto de estos productos con cidos fuertes y agentes oxidantes. En caso de duda, consultar la ficha de seguridad de cada producto en particular.

6.3.3 Legislacin relativa. 6.3.3.1 LGEEPA. No hay investigacin son artculos completos 6.3.3.2 NMXs que hacen referencia a cada subtema 6.3.3.3 NOMs. 6.3.3.4 Ley Federal del Trabajo. 6.3.3.5 ISO-14001 6.4 Contaminacin por combustin. Los gases de combustin son gases producidos como resultado de la combustin de gasolina/petrleo, disel o carbn. Se descarga a la atmsfera a travs de una tubera o chimenea. Aunque gran parte es el relativamente inofensivo dixido de carbono, otra parte la componen sustancias nocivas o txicas como el monxido de carbono (CO), hidrocarburos, xidos de nitrgeno (NOx), y aerosoles. Los gases de combustin del disel tienen un olor caracterstico. Los estndares de polucin suelen centrarse en reducir los contaminantes que llevan stos gases. 6.4.1 Gases de combustin. El incremento de todo tipo de combustin es un agente contaminante del ambiente con concentraciones siempre mayores de polucin. La formacin de humos, la lluvia cida y el aumento del nmero de alergias son consecuencias directas de este desarrollo. La solucin para una produccin de energa que no perjudique el medio ambiente debe, por lo tanto, suponer una reduccin de las emisiones contaminantes. Los contaminantes en los gases de combustin slo pueden reducirse eficazmente si las plantas existentes operan con el mximo rendimiento posible o si se cierran las calderas nocivas. El anlisis de los gases de combustin ofrece un medio para determinar las concentraciones de contaminantes y para ajustar al mximo rendimiento las instalaciones de calor. 6.4.1.1 Bixido de carbono.Pgina 60 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS El dixido de carbono es un gas incoloro, inodoro con un ligero sabor agrio. Bajo la influencia de la luz solar y el verde de las hojas, clorofila, las plantas convierten el dixido de carbono (CO2) en oxigeno (O2) . La respiracin humana y animal convierten el oxgeno (O2) otra vez en dixido de carbono (CO2) . Esto crea un equilibrio que los productos gaseosos de la combustin distorsionan. Esta distorsin acelera el efecto invernadero. El valor limite de efecto es de 5.000 ppm. A concentraciones superiores al 15% en volumen (150.000 ppm) en la respiracin, se produce una prdida inmediata de conciencia. Valores tpicos en gases de combustin.. Calderas de gasoil.. 12.5 % - 14 % / Calderas de gas 10% - 12%. 6.4.1.2 Monxido de carbono. El Monxido de Carbono, en concentraciones altas y tiempos largos de exposicin puede provocar en la sangre la transformacin irreversible de la Hemoglobina, molcula encargada de transportar el oxgeno desde los pulmones a las clulas del organismo, en Carboxihemoglobina, incapaz de cumplir esa funcin. Por eso, concentraciones superiores de CO al 0,3 % en volumen resultan mortales. La falta de oxgeno en la combustin hace que sta no se produzca completamente y se forme Monxido de Carbono en lugar de Dixido de Carbono. En un vehculo, la aparicin de mayores concentraciones en el escape de CO indican la existencia de una mezcla inicial rica o falta de oxgeno 6.4.1.3 Compuestos de azufre. El dixido de azufre (S02 ) es un gas txico, incoloro con un olor fuerte. Se forma a partir del azufre del combustible. El valor limite del efecto es de 5 ppm. El cido sulfrico (H2SO2) se forma en combinacin con el agua (H20) o condensados.. Valores tpicos en gases de combustin de calderas de gasoil: 180 ppm - 220 ppm. Contaminantes Qumicos Compuestos de Azufre: Dixido de azufre Propiedades El SO2 es un gas incoloro y no inflamable, con unos puntos de fusin y ebullicin respectivos de -75,5 C y -10,0 C. Presenta un olor acre e irritante a concentraciones superiores a 3 ppm. Es 2,2 veces ms pesado que el aire, a pesar de lo cual se desplaza rpidamente en la atmsfera. Es un gas estable. El SO2 es muy soluble en agua (11,3 g en 100 cm3 a 20 C) . La disolucin contiene los iones SO3H- y SO3-2 por lo que es conductora de la corriente elctrica. En contaminacin atmosfrica, la propiedad ms notable del SO2es su poder reductor, sufriendo la accin de oxidantes diversos (H2O2, Br2, I2, PbO2) y la propia accin del oxgeno atmosfrico.Pgina 61 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS 6.4.1.4 xidos de nitrgeno. Los xidos de Nitrgeno no slo irritan la mucosa sino que en combinacin con los Hidrocarburos contenidos en el smog y con la humedad del aire producen cidos Nitrosos, que posteriormente caen sobre la tierra en forma de lluvia cida y contaminan grandes reas, algunas veces situadas a cientos de kilmetros del lugar de origen de la contaminacin 6.4.2 Efectos de la contaminacin del aire. Se entiende por contaminacin atmosfrica a la presencia en el aire de materias o formas de energa que impliquen riesgo, dao o molestia grave para las personas y bienes de cualquier naturaleza, as como que puedan atacar a distintos materiales, reducir la visibilidad o producir olores desagradables. 6.4.2.1 Efecto invernadero. Se denomina efecto invernadero al fenmeno por el cual determinados gases, que son componentes de la atmsfera planetaria, retienen parte de la energa que el suelo emite por haber sido calentado por la radiacin solar. Afecta a todos los cuerpos planetarios dotados de atmsfera. De acuerdo con la mayora de la comunidad cientfica, el efecto invernadero se est viendo acentuado en la Tierra por la emisin de ciertos gases, como el dixido de carbono y el metano, debida a la actividad humana. 6.4.2.2 Lluvia cida. La lluvia cida se forma cuando la humedad en el aire se combina con los xidos de nitrgeno y el dixido de azufre emitidos por fbricas, centrales elctricas y vehculos que queman carbn o productos derivados del petrleo. En interaccin con el vapor de agua, estos gases forman cido sulfrico y cidos ntricos. Finalmente, estas sustancias qumicas caen a la tierra acompaando a las precipitaciones, constituyendo la lluvia cida. 6.4.2.3 Agotamiento de la capa de ozono. Se denomina agujero de la capa de ozono a la zona de la atmsfera terrestre donde se producen reducciones anormales de la capa de ozono, fenmeno anual observado durante la primavera en las regiones polares y que es seguido de una recuperacin durante elverano. El contenido en ozono se mide en Unidades Dobson (siendo UD= 2.69 1016 molculas/cm 2.69 1020 molculas/m). Esta capa se ha visto daada por diferentes motivos los cuales todos conocemos como aerosoles y todo tipo de contaminacin. Pero ltimamente se ha descubierto que hay otro motivo por el cual la capa de ozono ha estado siendo perjudicada.Se produce por la contaminacin. Oxidosnitrosos CloroflurocarbonosPgina 62 de 84

INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS 6.5 Legislacin relativa al control y prevencin de la contaminacin del aire (NOM, NMX, ISO-14001). 6.6 Control de la contaminacin del aire. El ndice de Calidad del Aire (AQI, por sus siglas en ingls) es una herramienta usada por la EPA y otras agencias para proveerle al pblico informacin oportuna y fcil de comprender sobre la calidad del aire local. Tambin indica si los niveles de polucin son perjudiciales a la salud. El AQI informa al pblico si la condicin del aire debe preocuparle por su salud. El AQI se enfoca en los efectos de salud que pueden pasar dentro unas horas o das despus de respirar el aire. 6.6.1 Control de la emisin de partculas. Algunas tcnicas para controlar la emisin de contaminantes del aire no requieren equipo adicional, mientras que otras requieren control "agregado". El control agregado es aquel que se aade a los procesos que generan contaminacin con la finalidad de destruir o capturar los contaminantes. La tcnica elegida para controlar la emisin de contaminantes en una determinada fuente depende de muchos factores; el ms importante es si el contaminante es un gas o una partcula. 6.6.2 Control de la emisin de gases. El mtodo ms comn de control de contaminantes gaseosos es la adicin de dispositivos de control agregado para destruir o recuperar un contaminante. Las tcnicas de control agregado son la combustin, adsorcin, absorcin y condensacin. Los dispositivos de combustin incluyen equipos tales como incineradores termales y catalticos, quemadores, calderos y calentadores industriales. La combustin es la rpida oxidacin de una sustancia producto de la combinacin del oxgeno con un material combustible en presencia de calor. Cuando se completa la combustin, el flujo gaseoso se convierte en dixido de carbono y vapor de agua. La combustin incompleta libera algunos contaminantes a la atmsfera. El humo es un indicador de combustin incompleta. Un ejemplo comn de combustin incompleta es la quema de madera en la chimenea de una casa 6.7 Costos y problemtica actual

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INTITUTO TECNOLOGISCO SUPERIOR DE ACAYUCAN MONOGRAFA DE INGENIERA DE SERVICIOS UNIDAD 7: GASES INDUSTRIALES 7.1 Gases poco compresibles. Los gases industriales son un grupo de gases manufacturados que se comercializan con usos en diversas aplicaciones. Principalmente son empleados en procesos industriales, tales como la fabricacin de acero, aplicaciones mdicas, fertilizantes, semiconductores, etc. Pueden ser a la vez orgnicos e inorgnicos y se obtienen del aire mediante un proceso de separacin o producidos por sntesis qumica. Pueden tomar distintas formas como comprimidos, en estado lquido, o slido. 7.1.1 Hidrgeno, Helio, Oxgeno, Nitrgeno, Argn y monxido de carbono. El hidrgeno es un elemento qumico representado por el smbolo H y con un nmero atmic