Glosario de términos técnicos de ingenieria de servicios auxiliares.

Glosario de términos técnicos

Agua de Enfriamiento

• El agua de enfriamiento es unos de los medios útiles para la transmisión de grandes cantidades de calor generado en los procesos industriales, siendo uno de los servicios auxiliares más difundidos en la industria.Las torres de enfriamiento son equipos que se usan para enfriar agua en grandes volúmenes porque, son el medio más económico para hacerlo, si se compara con otros equipos de enfriamiento como los cambiadores de calor donde el enfriamiento ocurre a través de una pared.
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• Bildunterschrift: Torre de enfriamiento.

Capacidad de la Torre de Enfriamiento

• Las capacidades del producto se expresan en términos de toneladas nominales. Una tonelada nominal de torre de enfriamiento se define como la capacidad de enfriar 3 GPM (0.19 lps) de agua desde una temperatura de entrada de agua de 95ºF (35.0ºC) hasta una temperatura de agua de salida de 85ºF (29.4ºC) a 78ºF (25.6ºC) de entrada húmeda.
• Requieren de una temperatura del agua de entrada de aproximadamente 95ºF (35.0ºC). Todas las torres de enfriamiento son capaces de soportar temperaturas de al menos 120ºF (48,9ºC) con materiales de relleno estándar. Para aplicaciones donde la temperatura del agua de entrada excede los 120ºF (48.9ºC), hay materiales de relleno alternativos disponibles.
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Número de ciclos de concentración

• CDC o ciclo de concentración es la abreviación o nombre que se usa para el consumo de agua de enfriamiento. Este parámetro especifica qué tan seguido se usa agua fresca previo al drenaje de la torre de enfriamiento.
• El agua circula constantemente en el sistema de enfriamiento. Sale de la torre de refrigeración a una cierta temperatura y vuelve caliente. Cuando se enfría de nuevo, parte del agua se pierde por evaporación. El agua se enfría gracias al efecto refrigerante de la evaporación.
• Un efecto secundario de el proceso es que los minerales disueltos en el agua no se evaporan. Con el paso del tiempo su concentración en el agua de refrigeración restante aumenta. Esto puede crear depósitos o bioincrustaciones en el sistema, por lo que tiene que ser en parte remplazada y drenada.
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Manejo y Usos del Vapor de agua

• El vapor de agua es utilizado en las industrias con diversos fines:
• Para esterilizar elementos. Es un proceso que permite eliminar los microorganismos de una sustancia, que mueren al exponerlos a altas temperaturas. Por ejemplo, se utiliza el vapor para esterilizar el agua o ciertos elementos como las gasas que se utilizan para aplicar sobre heridas y que se comercializan en paquetes cerrados al vacío para que no se contaminen.
• Para el funcionamiento de motores. Una maquina a vapor funciona con un motor de combustión (con la quema de carbón) que transforma la energía térmica de una cantidad determinada de agua, en energía mecánica (de movimiento). Por ejemplo, la locomotora a vapor, maquinarias industriales, entre otros.
• Para atomizar (fragmentar algo en partes muy pequeñas). Es un proceso que permite segmentar una sustancia en porciones muy pequeñas. También se utiliza este mecanismo en un artefacto que permite propagar un líquido mediante la explosión de gotas muy pequeñas, a través de un pulverizador.
• Para limpiar. La limpieza al vapor es una técnica que, mediante aparatos que utilizan la tecnología del vapor a presión, permiten elevar su potencia. Por ejemplo, para la eliminación de manchas complejas sobre alfombras, muebles o prendas de vestir).
• Para hidratar. El método de cocción al vapor es muy recomendable para obtener alimentos cocidos y saludables, ya que permite mantener las vitaminas, nutrientes y líquidos propios de los alimentos.
• Para humidificar. Los equipos humificadores ayudan a mejorar las condiciones ambientales mediante el aumento de la humedad relativa. Transforman el agua almacenada en su depósito en vapor de agua que se transfiere a la atmósfera mediante un sistema de ventilación. Existen dos tipos de humificadores: aquellos que evaporan el agua a través de ultrasonidos o aquellos que lo hacen a través del calor (preferibles para usar durante el invierno debido a que también aumentan, de manera ligera, la temperatura en el ambiente).

Propiedades del vapor de agua

• El vapor de agua es producido por el agua, a cualquier temperatura (aún por el hielo). El agua no tiene que estar en ebullición, aunque si lo está, el vapor de agua es producido con mayor rapidez.El vapor ejerce una presión definida encima del agua, la cual es determinada solamente por la temperatura del agua misma, independientemente de si el agua está o no en ebullición o de si el espacio por encima del agua contiene aire. Tampoco la presión del aire ejerce efecto alguno sobre la presión del vapor.Si el agua está a una temperatura de 4 o C, la presión del vapor de agua sobre la misma es de 0.81 kPa ó 0.1179 psia, la cual es una presión menor que la atmosférica (vacío). Si la temperatura del agua aumenta a 15 o C, la presión del vapor de agua sobre la misma, aumenta más del doble, es decir, a 1.70 kPa (0.2472 psia).
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• Bildunterschrift: Propiedades del vapor del agua a diferentes temperaturas.

Clasificación por niveles de presión

• La presión puede ser clasificada según los siguientes tipos:
• Absoluta. Es la presión que se ejerce sobre un cuerpo por la acción de algún elemento, más la presión atmosférica que sufre (todos cuerpos en el planeta están sometidos a la presión atmosférica).
• Atmosférica. Es la presión que ejerce el conjunto de la masa de gases de la atmósfera sobre la superficie terrestre y sobre todo lo que repose sobre ella. A medida que uno asciende con respecto al nivel del mar (en un avión, o subiendo una montaña), la presión atmosférica disminuye ya que hay menos masa de aire sobre nosotros.
• Manométrica. Es la presión que existe por sobre el valor de presión atmosférica. También llamada presión relativa, su valor corresponde a la diferencia entre el de la presión absoluta y el de la presión atmosférica. La presión relativa se mide utilizando un manómetro (de allí su nombre) y es es la que más se utiliza en la vida cotidiana.
• Hidrostática o hidrodinámica. Es la presión experimentada por fluidos, tanto debido al peso del propio fluido en reposo (hidrostática), como en constante movimiento (hidrodinámica). Usualmente se calcula una presión media entre las dos.
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Calderas de vapor

• Las calderas de vapor son calderas especialmente diseñadas para trabajar en instalaciones donde se necesite una gran transferencia de energía calorífica, como son procesos industriales.La obtención de vapor va a condicionar el resto de los componentes auxiliares de la caldera, ya que deben estar diseñados para soportar las temperaturas y presiones necesarias. Hay que tener en cuenta que según aumenta la presión del agua también aumenta la temperatura de ebullición.
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Tubos de humo

• Las Calderas de tubos de humo se usan fundamentalmente para sistemas de calefacción, para la producción de vapor requerido en los procesos industriales o como calderas portátiles.
• La caldera de tubos de humo se construyen en tamaños de hasta 6800 kg de vapor por hora (conciderando un rendimiento nominal del 100 %).La calderas de baja presión está limitada a 1.05 kg /cm cuadrados de presión del vapor y las calderas de vapor para la generación de fuerza, pueden operar a una presión de 17.6 kg/cm cuadrados.
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Tubos de agua

• Una caldera de tubos de agua es un tipo de caldera de alta presión en la que el agua circula en tubos calentados externamente por el fuego.El combustible se quema dentro del horno, generando gases a gran temperatura que calientan el agua contenida en los tubos generadores de vapor.
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Producción de aire comprimido

• El aire comprimido se refiere a una aplicación de técnicas que hace uso de aire que ha sido sometido a presión por medio de un compresor. En la mayoría de aplicaciones, el aire no solo se comprime sino que también desaparece la humedad y se filtra. Este es muy común en la industria, tiene la ventaja sobre los sistemas hidráulicos de ser más rápido, aunque es menos preciso en el posicionamiento de los mecanismos y no permite fuerzas grandes.La producción de aire comprimido se realiza mediante el compresor.
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Acondicionamiento del aire según su uso

• El aire acondicionado es el proceso utilizado para crear y mantener ciertas condiciones de temperatura, humedad relativa y pureza del aire en espacios interiores. Este proceso se aplica típicamente para mantener un nivel de comodidad personal. También se utiliza en aplicaciones industriales para asegurar el correcto funcionamiento del equipo o maquinaria que necesita operar en condiciones ambientales específicas o, alternativamente, para poder llevar a cabo ciertos procesos industriales, como la soldadura, que producen cantidades considerables de calor que se debe eliminar De alguna manera.Un sistema de aire acondicionado debe ser efectivo independientemente de las condiciones climáticas externas e implica control sobre cuatro variables fundamentales: temperatura del aire, humedad, movimiento y calidad.
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Usos del aire en la planta

Tipos de combustibles comunes en planta

• Carbón
• El carbón es un combustible fósil mineral del que existen varios tipos —turba, lignito, hulla y antracita— cuyo origen se centra en los restos vegetales. La mayor parte del carbón se compuso durante el período Carbonífero, el cuál se inició hace 359 millones de años y finalizó hace 299 millones.
• Este mineral ha tenido y tiene todavía diversas aplicaciones como por ejemplo en transportes o calefacción. Recordemos que fue utilizado para hacer funcionar las máquinas de vapor.
• Tanto en su extracción como en su quema para obtener energía se genera una gran contaminación, especialmente emisión de CO2.
• Petróleo
• El petróleo es un combustible fósil formado por hidrocarburos —compuesto de hidrógeno y carbono— que tiene infinidad de utilidades. Entre ellas encontramos la producción de gasolina, el asfalto para las carreteras o los plásticos, por ejemplo.
• Se puede encontrar a distintas profundidades desde los 600 metros hasta los 5.000. Y tanto su extracción como su utilización en distintas áreas provoca elevados niveles de polución.
• Gas natural
• El gas natural está compuesto principalmente por metano, uno de los gases causantes del efecto invernadero. Al igual que el petróleo se puede encontrar bajo tierra. Se extrae mediante perforaciones y se aloja en contenedores para ser transportado posteriormente por los gasoductos. Este combustible fósil es muy utilizado en los hogares.

Almacenamiento y manejo de combustibles sólidos

• El sistema de almacenamiento deberá diseñarse en función del modo de distribución y suministro, espacio disponible, necesidad anual, disposición de la sala de calderas, etc. Éste puede ser de tipo prefabricado o de obra.
• Los almacenamientos de tipo prefabricado se utilizan para biocombustibles de pequeña granulometría (por ejemplo, pélets, astillas o huesos de aceituna). Algunos tipos son:
• TOLVA INTEGRADA: sistemas de almacenamiento integrados en la propia caldera o sistema de generación. Suelen aplicarse a pequeñas potencias (hasta unos 40 kW), con capacidades de hasta 2 m 3 .
• TOLVA EXTERIOR: para capacidades de hasta 3.000 kg. Se sitúan al lado del edificio, en las proximidades de la sala de calderas. Pueden disponer de llenado y alimentación mediante sistema neumático o tornillo sin fin.
• SILO FLEXIBLE: fabricado en lona o polipropileno que conforma un recinto flexible soportado por una estructura. Pueden situarse tanto en el interior como en el exterior del edificio y tienen una capacidad de 2-5 tm. Pueden disponer de llenado y alimentación mediante sistema neumático o tornillo sin fin.
• DEPÓSITOS SUBTERRÁNEOS: fabricados para este fin, con una resistencia a la corrosión adecuada. Pueden estar fabricados en plástico.

Almacenamiento y manejo de combustibles líquidos

• Las instalaciones de combustibles líquidos están sujetas al Reglamento de Instalaciones Petrolíferas (RD 1.523/1999) y su Instrucción Técnica Complementaria IP-03.
• Los depósitos para combustibles líquidos de clase C, como el gasóleo, tienen limitada su ca acidad el interior de edificaciones a 100 rn3, y a 400 L en el interior de una vivienda para el uso exclusivo de instalaciones de calefacion y ACS en edificios colectivos,esta capacidad puede ampliarse a 800 L con algun requerimiento adicional.

Almacenamiento y manejo de combustibles gaseosos

• Las instalaciones de combustibles_gaseosos_se regulan_rnediante el Distribución y Utilización de Combustibles Gaseosos_(RD 919/Z006), que es de aplicación a las instalaciones de almacenamiento, utilizacion y distribución, que utilizan combustibles gaseosos de las siguientes familias:
• PRIMERA FAMILIA: gases manufacturados, aire metanado y aire propanado.
• SEGUNDA FAMILIA: gas natural.
• TERCERA FAMILIA: gases licuados del etróleo (GLP), tales como butano y propano.
• En el citado Reglamento Técnico se inclu en las siguientes Instrucciones Técnicas de especial interés en lo relativo a instalaciones:
• IT-ICG-03: Instalaciones de almacenamiento de usq_pxopjp.
• IT-ICG-07: Instalaciones receptoras de combustibles-gaseosos.
• IT-ICG-08: Aparatos de gas.

Esquema general de una subestación eléctrica

Transformadores de tensión eléctrica

• Un transformador eléctrico es una máquina estática de corriente alterna que permite variar alguna función de la corriente como el voltaje o la intensidad, manteniendo la frecuencia y la potencia, en el caso de un transformador ideal.Para lograrlo, transforma la electricidad que le llega al devanado de entrada en magnetismo para volver a transformarla en electricidad, en las condiciones deseadas, en el devanado secundario.
• Los transformadores se basan en la inducción electromagnética. Al aplicar una fuerza electromotriz en el devanado primario, es decir una tensión, se origina un flujo magnético en el núcleo de hierro. Este flujo viajará desde el devanado primario hasta el secundario. Con su movimiento originará una fuerza electromagnética en el devanado secundario.
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Distribución de la corriente eléctrica

• El Sistema de Distribución de Energía Eléctrica es la parte del sistema de suministro eléctrico cuya función es el suministro de energía desde la subestación de distribución hasta los usuarios finales (medidor o contador del cliente). Se lleva a cabo por los Operadores del Sistema de Distribución (Distribution System Operator o DSO en inglés), también denominados distribuidores de electricidad.
• Los elementos que conforman la red o sistema de distribución son los siguientes:
• Subestación de distribución: conjunto de elementos (transformadores, interruptores, seccionadores, etc.) cuya función es reducir los niveles de alta tensión de las líneas de transmisión (o subtransmisión) hasta niveles de media tensión para su ramificación en múltiples salidas.
• Circuito primario.
• Circuito secundario.
• La distribución de la energía eléctrica desde las subestaciones de transformación de la red de transporte se realiza en dos etapas.
• La primera está constituida por la red de reparto, 6+4 que, partiendo de las subestaciones de transformación, reparte la energía, normalmente mediante anillos que rodean los grandes centros de consumo, hasta llegar a las estaciones transformadoras de distribución. Las tensiones utilizadas están comprendidas entre 25 y 132 kV. Intercaladas en estos anillos están las estaciones transformadoras de distribución, encargadas de reducir la tensión desde el nivel de reparto al de distribución en media tensión.
• La segunda etapa la constituye la red de distribución propiamente dicha, con tensiones de funcionamiento de 3 a 30 kV y con una característica muy radial. Esta red cubre la superficie de los grandes centros de consumo (población, gran industria, etc.), uniendo las estaciones transformadoras de distribución con los centros de transformación, que son la última etapa del suministro en media tensión, ya que las tensiones a la salida de estos centros es de baja tensión (125/220 o 220/380 V1​).

Diagramas unifilares

• Los diagramas unifilares representan las partes que componen a un sistema eléctrico de modo gráfico, tomando en cuenta las conexiones que hay entre ellos, para lograr así una visualización completa del sistema de la forma más sencilla. Ya que un sistema trifásico balanceado siempre se resuelve como un circuito equivalente monofásico, o por fase, compuesto de una de las tres líneas y un neutro de retorno, es rara vez necesario mostrar más de una fase y el neutro de retorno cuando se dibuja un diagrama del circuito. A este diagrama simplificado de un sistema eléctrico se le llama diagrama unifilar o de una línea. Éste indica, por una sola línea y por símbolos estándar que pueden ser obtenidos de la NMX-J-136-ANCE, cómo se conectan las líneas de transmisión con los aparatos asociados de un sistema eléctrico.
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Balanceo de cargas

• Balance, “balanceo” o equilibrio de cargas se refiere a lo mismo, es la distribución que debe hacer todo técnico o ingeniero electricista de las cargas existentes en una instalación eléctrica, de tal manera que las fases que la alimentan lo hagan más o menos en la misma proporción para todas. Si la instalación es monofásica es obvio que no se requerirá ningún balance. Si la instalación es bifásica o trifásica por norma oficial tienes que hacerlo.
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Cálculo de la capacidad de cortocircuito

• El cortocircuito se define como una conexión de relativamente baja resistencia o impedancia, entre dos o más puntos de un circuito que están normalmente a tensiones diferentes. Las corrientes de cortocircuitos se caracterizan por un incremento prácticamente instantáneo y varias veces superior a la corriente nominal, en contraste con las de una sobrecarga que se caracteriza por un incremento mantenido en un intervalo de tiempo y algo mayor a la corriente nominal.Las corrientes de cortocircuito son muy superiores a las corrientes de carga en condiciones normales de servicio, y producen esfuerzos térmicos y electrodinámicos muy importantes sobre los distintos componentes de las instalaciones, pudiendo provocar daños irreparables sobre los componentes de las instalaciones sino son eliminadas rápidamente.
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Sistemas de alumbrado

• Un sistema de control de iluminación es una solución de control basada en redes de comunicación entre varios componentes, diseñado para regular un sistema de iluminación programado, supervisado y gestionado desde uno o más dispositivos informáticos centrales. Los sistemas de control en la iluminación funcionan para distribuir la cantidad adecuada de luz artificial en el espacio y momento necesario, y son ampliamente utilizados tanto en interiores como exteriores en espacios residenciales, industriales o comerciales.​
• Los sistemas de control de iluminación fueron utilizados inicialmente con un fin estético. Sin embargo, con el desarrollo de la domótica y el IoT (Internet of Things, o Internet de las cosas) este tipo de sistemas constituyen la base de la iluminación contemporánea y sin duda del futuro. Conforme las tecnologías van avanzando, los sistemas de control han afectado directamente la calidad de la iluminación de un espacio y se han vuelto un elemento esencial para lograr un buen diseño de iluminación.
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Control eléctrico de motores

• Actualmente existen técnicas variadas y equipamiento específico que permiten llevar a cabo el control de un motor. Por esta razón es que te mencionamos aquellos parámetros importantes:
• Sentido de giro. Para llevar a cabo el control del sentido de giro se requiere de un dispositivo encargado de conmutar dos terminales del motor. En el caso de motores de CC se emplean sistemas como el Puente H. En el caso de motores de CA trifásicos, deberán de intercalarse las fases V1 y W1 mediante un contactor.
• Velocidad. Para realizar el control de velocidad en motores de CC es muy usado la Modulación por Ancho de Pulso (PWM), y basa su principio de operación en el tiempo que se proporciona tensión al motor y el tiempo en que se mantiene sin alimentación. Para el caso de los motores de corriente alterna, se emplean variadores de frecuencia para regular la velocidad de operación.
• Posición. El control de posición en motores eléctricos es llevado a cabo por un controlador de movimiento, en el que se contemplan movimientos absolutos y movimientos relativos del motor, siendo medidos normalmente por un encoder. A este tipo de motores con encoders y sistema de control se les conoce como servomotores.

Tipos de arrancadores

• Arranque de motores eléctricos. Régimen transitorio en el que se eleva la Velocidad del mismo desde el estado de Motor detenido hasta el de motor girando a la velocidad de régimen permanente. El conjunto que se pone en marcha es inercial y disipativo, incluyendo en este último concepto a las cargas útiles, pues consumen Energía.
• Arranque directo a línea
• Arranque estrella–triángulo
• Arranque por autotransformador
• Arranque Wauchope
• Arranque mediante resistencias en el estator
• Arranque mediante resistencias en el rotor
• Arranque por bobina
• Arranque de dos velocidades
• Arranque de tres velocidades

Selección de voltaje de motores según su potencia

• Es la fuerza que el motor genera para mover una carga a una determinada velocidad.La potencia especificada en placa de los motores indica la potencia mecánica disponible en la punta del eje del motor y va expresada en Kilowatts (KW) y en su equivalente en Caballos de Vapor (HP / CV).
• Ejemplo: ¿Cuántos Kw tien un motor de 5,5 CV?
• 5,50 X 0,736 = 4,04 (4,00kW)
• La potencia especificada en la placa de identificación del motor, indica la potencia mecánica disponible en la punta del eje.Para obtener la potencia eléctrica consumida por el motor (kW.h), se divide la potencia en kW por su eficiencia (η).
• Ejemplo:
• η = 84,5% (Dato de placa para motor de 4Kw / 5,50 CV)
• P (kW/h) = (4,00/ 0,845) = 4,73/ kW h