20
9 Capitulo II. Fundamentos teóricos  Antecedentes Zambrano, M (2004), “Diseo del sistema neum!tico del e"uipo secador de  bandas de la laminadora temple III de #idor C.$%. &n este traba' o de aplicación pro esion al se diseó un ensa o e*periment al "ue identii"ue cuantii"ue las +ariables "ue determinan las condiciones necesarias  para aranti-ar el secado de banda e*iido por el est!ndar de calidad, seuidamente a esto se elaboró el manual de operación mantenimiento, as como tambi/n los planos del sistema neum!ticos del secador de andas del laminador 1emple III. &ste traba'o aporto dierentes ecuaciones para el c!lculo en la selección del cilindro neum!tico. osales, 3 (200), “Diseo de un sistema neum!tico para comprimir ballestas delantera de camiones pesados%. &ste traba'o de aplicación proesional se basó en anali-ar toda la inormación  pertinente del material de neum!tica, as como tambi/n la elaboración el diseo de la estructura sica de la 5erramienta neum!tica tomando en cuenta los principios de la er onom a. &s te tr aba 'o apo rt o te or a de suma importanc ia de la unidad de mantenimiento de los cilindros neum!ticos.  Bases teóricas $ continuación se presentan una serie de conceptos relacionados con el  presente traba'o de aplicación proesional con la inalidad de amiliari-ar al lector con los temas t/rminos mencionados a lo laro de la in+estiación.  Neumática. #e6n Croser (7882) “9a tecnoloa de la neum!tica 'uea un  papel importante en la mec!nica desde 5ace muc5o tiempo. &ntretanto es incluida cada +e- m!s en el desarrollo de aplicaciones automati-adas% (p. 7)

Capitulo II_Fundamentos Teóricos

Embed Size (px)

DESCRIPTION

ioioi

Citation preview

Page 1: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 1/20

9

Capitulo II. Fundamentos teóricos

 Antecedentes

Zambrano, M (2004), “Diseo del sistema neum!tico del e"uipo secador de

 bandas de la laminadora temple III de #idor C.$%.

&n este traba'o de aplicación proesional se diseó un ensao e*perimental

"ue identii"ue cuantii"ue las +ariables "ue determinan las condiciones necesarias

 para aranti-ar el secado de banda e*iido por el est!ndar de calidad, seuidamente a

esto se elaboró el manual de operación mantenimiento, as como tambi/n los planos

del sistema neum!ticos del secador de andas del laminador 1emple III. &ste traba'o

aporto dierentes ecuaciones para el c!lculo en la selección del cilindro neum!tico.

osales, 3 (200), “Diseo de un sistema neum!tico para comprimir ballestas

delantera de camiones pesados%.

&ste traba'o de aplicación proesional se basó en anali-ar toda la inormación

 pertinente del material de neum!tica, as como tambi/n la elaboración el diseo de

la estructura sica de la 5erramienta neum!tica tomando en cuenta los principios de

la eronoma. &ste traba'o aporto teora de suma importancia de la unidad demantenimiento de los cilindros neum!ticos.

 Bases teóricas

$ continuación se presentan una serie de conceptos relacionados con el

 presente traba'o de aplicación proesional con la inalidad de amiliari-ar al lector con

los temas t/rminos mencionados a lo laro de la in+estiación.

 Neumática. #e6n Croser (7882) “9a tecnoloa de la neum!tica 'uea un

 papel importante en la mec!nica desde 5ace muc5o tiempo. &ntretanto es incluida

cada +e- m!s en el desarrollo de aplicaciones automati-adas% (p. 7)

Page 2: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 2/20

10

&s ese sentido, Croser (7882) establece "ue la neum!tica es utili-ada para la

e'ecución de las siuientes unciones:

7. Detección de estados mediante sensores

2. ;rocesamiento de inormaciones mediante procesadores

. $ccionamiento de actuadores mediante elementos de control4. &'ecución de traba'os mediante actuadores

#e6n Crocer (7882) las caractersticas +enta'as de la neum!tica son:

7. Cantidad. &n pr!cticamente cual"uier luar se dispone de cantidades ilimitadas de

aire.

2. Transporte. &s !cil transportar aire a randes distancias a tra+/s de tuberas..  Almacenamiento.  1iene la posibilidad de almacenarse aire comprimido en

acumuladores.

4. Temperatura. &l aire comprimido es pr!cticamente indierente a oscilaciones de la

temperatura.

<. Seguridad. =o albera riesos en relación con ueo o e*plosiones.

>.  Limpieza. &l aire comprimido no lubricado no contamina el ambiente.?. Composición. 9os elementos de traba'o son de composición sencilla por lo tanto,

su precio es relati+amente ba'o.

@. Velocidad. &l aire comprimido es un medio de traba'o r!pido, permite obtener 

ele+adas +elocidades tiempos de conmutación cortos.

8. Sobrecarga. 9as 5erramientas los elementos neum!ticos pueden uncionar 5asta

"ue est/n totalmente detenidos.

 Aire comprimido. Croser (7882) airma "ue para aranti-ar la iabilidad de un

mando neum!tico “es necesario "ue el aire "ue esta alimentado al sistema tena un

ni+el de calidad suiciente. &llo implica considerar los siuientes actores:% (p. @)

7. ;resión correcta2. $ire seco

. $ire limpio

#i no se acatan estas condiciones, es posible "ue se oriinen tiempos m!s

 prolonados de inacti+ación de las m!"uinas adem!s, aumentar!n los costos de

ser+icio.

9a eneración del aire a presión empie-a por la compresión de aire. &l aire

 pasa a tra+/s de una serie de elementos antes de llear 5asta el punto de su consumo.

Page 3: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 3/20

11

&l tipo de compresor su ubicación en el sistema inciden en maor o menor medida

en la cantidad de partculas, aceite aua incluidos en el sistema neum!tico.

#e6n Croser (7882) “&l aire "ue no 5a sido acondicionado debidamente

 pro+oca un aumento de la cantidad de allos , en consecuencia, disminue la +ida

6til de los sistemas neum!ticos% (p. 8) &sta circunstancia se maniiesta de las siuientes maneras:

7. $umento del desaste de 'untas de pie-as mó+iles de +!l+ulas cilindros.

2. A!l+ulas imprenadas de aceite.. #uciedad en los silenciadores.

4. Corrosión de tubos, +!l+ulas, cilindros otros componentes.

<. 9a+ado de lubricación de los componentes mó+iles.$ continuación en la iura4 se muestra el sistema de abastecimiento del aire.

 Figura 4. #istema de abastecimiento de aire

 Fuente. Manual de estudio ni+el b!sico. Croser, ; (7882)

nidad de mantenimiento

#e6n Croser (7882) 9a unidad de mantenimiento combina los siuientes

elementos:

!. Filtro para aire a comprimido. &ste iltro libera las impure-as, sobre todoaua condensada. &l aire es conducido por una ua "ue la imprime un r!pido

mo+imiento circular, con lo cual las partculas m!s pesadas las otas de

aua son proectadas 5acia uera, a la pared de la cubeta del iltro, donde se

 precipitan

Page 4: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 4/20

12

". #egulador de aire comprimido. &s el encarado de mantener la presión de

traba'o constante, proteer contra una sobre cara de presión.

.  Lubricador de aire comprimido. Con este elemento, el aire es dotado de una

ina neblina de aceite. De este modo las pie-as mó+iles de los elementos

neum!ticos se pro+een de lubricante, disminu/ndose el ro-amiento el

desaste.

$ continuación en la iura < se muestra la unidad de mantenimiento de los

sistemas neum!ticos.

 Figura $. Bnidad de mantenimiento de los sistemas neum!ticos

 Fuente. Manual de estudio ni+el b!sico. Croser, ; (7882)

 Actuadores neumáticos

 Actuador. #e6n Croser (7882) %Bn actuador transorma la enera del aire

comprimido en traba'o. 9a seal de salida es controlada por el mando el actuador 

reacciona a dic5a seal por acción de los elementos de maniobra% (p. 78)

#e6n Croser (7882) en neum!tica e*isten dos tipos de cilindros neum!ticos

(mo+imiento rectilneo) los cuales son:

Page 5: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 5/20

13

Cilindros de simple e&ecto. %9os cilindros de simple eecto reciben aire a

 presión solo en un lado. ;or lo tanto solo pueden e'ecutar el traba'o en un sentido%

(Croser, 7882, p. 78).

&l retroceso est! a caro de un muelle incluido en el cilindro o se produce por 

eecto de una uer-a e*terna. 9a uer-a del muelle 5ace retroceder el +!stao del

cilindro a suiciente +elocidad, pero sin "ue el cilindro pueda soportar una cara.

$ continuación en la iura > se muestra un cilindro de simple eecto.

 Figura '. Cilindro de simple eecto

 Fuente. Manual de estudio ni+el b!sico. Croser, ; (7882)

Cilindros de doble e&ecto. %9os cilindros de doble eecto poseen dos

cone*iones "ue son utili-adas correspondientemente para la alimentación la

e+acuación del aire a presión. recen la +enta'a de poder e'ecutar traba'os en ambossentidos% (Croser, 7882, p. 20).

$ continuación en la iura ? se muestra un cilindro de doble eecto.

Page 6: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 6/20

14

 Figura (. Cilindro de doble e&ecto

 Fuente. Manual de estudio ni+el b!sico. Croser, ; (7882)

9as +!l+ulas son elementos "ue reulan la puesta en marc5a, el paro, la

dirección, la presión o el caudal del luido.

#e6n dic5a unción las +!l+ulas se clasiican en:

Vál)ulas de cierre. #e6n Croser (7882) “lo"uean el paso en una dirección

lo abren en la dirección contraria% (p. 7)

9a presión en el lado de la salida e'erce una uer-a sobre el lado "ue blo"uea

, por lo tanto, apoa el eecto de estan"ueidad de la +!l+ula.

$ continuación en la iura @ se muestra una +!l+ula de cierre.

Page 7: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 7/20

15

 Figura *. A!l+ula de cierre.

 Fuente. Manual de estudio ni+el b!sico. Croser, ; (7882)

Vál)ulas de presión. “#on elementos "ue se encaran de reular la presión o

"ue son controladas por la presión% (Croser, 7882, p. <)

$ continuación en la iura 8 se muestra una +!l+ula de presión.

 Figura +. Vál)ula de presión

 Fuente. Manual de estudio ni+el b!sico. Croser, ; (7882)

Vál)ulas de caudal. %Dosiican la cantidad de luido "ue paso por ellas en

unidad de tiempo% (Croser, 7882, p. )

$ continuación en la iura 70 se muestra una +!l+ula de caudal.

Page 8: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 8/20

16

 Figura !,. A!l+ula de caudal

 Fuente. Manual de estudio ni+el b!sico. Croser, ; (7882)

Vál)ulas de )-as. Croser (7882) airma: “9as +!l+ulas de +as son dispositi+os

"ue inluen en el paso, el blo"ueo la dirección del lu'o del aire. &l smbolo de las

+!l+ulas inorma sobre la cantidad de cone*iones, la posición de conmutación sobre

el tipo de accionamiento% (p. 2>)

Vál)ulas de "" )-as. %1ienen dos cone*iones dos posiciones. &n la posición

cerrada, estas +!l+ulas no e+acuan el aire. &l tipo m!s recuente entre las +!l+ulas de

22 +as es la +!l+ula de asiento de bola% (Croser, 7882, p. 2>)

Vál)ulas de /" )-as. #e6n Croser (7882)

&stas permiten acti+ar o desacti+ar seales. 9as +!l+ulas de 2 +as

tienen tres cone*iones dos posiciones. 9a tercera cone*ión ()

 permite la e+acuación del aire del conducto transmisor de la seal. Bn

muelle presiona una bola contra un asiento de +!l+ula, el paso de la

cone*ión "ue recibe presión 7(;) 5acia el conducto de traba'o 2($)

"ueda blo"ueado. 9a cone*ión 2($) es e+acuada a lo laro del +!stao

"ue abre el paso 5acia la cone*ión (). (;. 2?)

&l +!stao se encara de separar la bola de su asiento. $l eectuar esta

operación, es necesario superar la uer-a "ue e'erce el muelle de reposición ,

adem!s, la uer-a de presión.

$ continuación en la iura 77 se muestra una +!l+ula de 2 +as.

Page 9: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 9/20

17

 Figura !!. A!l+ula de 2 +as

 Fuente. Manual de estudio ni+el b!sico. Croser, ; (7882)

Vál)ula de $" )-as. %1ienen cinco cone*iones dos posiciones. &stas

+!l+ulas son utili-adas principalmente como elementos de maniobra para el

accionamiento de cilindros% (Croser, 7882, p. 28)

 Croser (7882) &n su calidad de elemento de mando, estas +!l+ulas tienen un

/mbolo de mando "ue se encara de unir o separar los conductos correspondientes

eectuando el mo+imiento por"ue no es necesario superar la resistencia del aire

comprimido o de muelle. &n el caso de las +!l+ulas de corredera lonitudinal, es

 posible aplicar todos los tipos de accionamiento, a sean manuales, mec!nicos,

el/ctricos o neum!ticos.

#e6n Croser (7882) en estas +!l+ulas, el recorrido de la operación de

accionamiento es considerablemente maor "ue en el caso de las +!l+ulas de asiento.

9a 'unta de asiento une la cone*ión 7(;) con 2() o con 4($). 9as 'untassecundarias del /mbolo unen las cone*iones de e+acuación de aire con las cone*iones

de escape. 9a +!l+ula tiene en ambos lados una unidad de accionamiento manual para

controlar el mo+imiento del /mbolo.

$ continuación en la iura 72 se muestra una +!l+ula de <2 +as.

Page 10: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 10/20

18

 Figura !". A!l+ula de <2 +as

 Fuente. Manual de estudio ni+el b!sico. Croser, ; (7882)

&slabón. #e6n =orton (200<) es un cuerpo rido "ue posee por lo menos dos

nodos "ue son puntos de unión con otros eslabones. (p. 2)

#e6n =orton (200<) los eslabones se clasiican en:

 0slabón binario. &l "ue tiene dos nodos.

$ continuación en la iura 7 se muestra un eslabón binario.

 Figura !/. Aista bidimensional de un eslabón binario

 Fuente. &laboración propia

 0slabón ternario. &l "ue tiene tres nodos.

$ continuación en la iura 74 se muestra un eslabón ternario.

 =odo

Page 11: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 11/20

19

 Figura !4. Aista bidimensional de un eslabón ternario

 Fuente. 0laboración propia

 0slabón cuaternario. &l "ue tiene 4 nodos.

$ continuación en la iura 7< se muestra un eslabón cuaternario.

Fiura 7<. Aista bidimensional de un eslabón cuaternario

 Fuente. 0laboración propia

 1unta. %&s una cone*ión entre dos o m!s eslabones (en sus nodos), la cual

 permite al6n mo+imiento, o mo+imiento potencial, entre los eslabones conectados%

(=orton, 200<, p. 2). 9as 'untas tambi/n llamadas pares cinem!ticos se pueden

clasiicar de +arias maneras:

7. ;or el tipo de contacto en los elementos, de lnea, de punto o de supericie.

2. ;or el n6mero de rados de libertad permitidos en la 'unta.

. ;or el tipo de cierre sico de la 'unta: cerrada por uer-a o por orma.

4. ;or el n6mero de eslabones unidos (orden de la 'unta).

Cadena cinemática. #e6n =orton (200<) “&s un ensamble de eslabones

 'untas interconectados de modo "ue produ-can un mo+imiento controlado en

respuesta a un mo+imiento suministrado% (p. 2<)

 =odo

 =odo

Page 12: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 12/20

20

Mecanismo. #e6n =orton (200<) “&s una cadena cinem!tica en la cual por lo

menos un eslabón se 5a i'ado o su'etado al marco de reerencia% (;. 2>)

 2á3uina. “Bna combinación de cuerpos resistentes acomodados para 5acer 

"ue las uer-as mec!nicas de la naturale-a realicen traba'o acompaadas por 

mo+imientos determinadosE (=orton, 200<, p. 2>)

#e6n =orton (200<) “las cadenas cinem!ticas o mecanismos pueden ser 

abiertos o cerrados% (p. 2>)

  2ecanismo cerrado. =o tendr! puntos de i'ación abiertos o nodos, puede

tener uno o m!s rados de libertad% (=orton, 200<, p. 2>)

$ continuación en la iura 7> se muestra un mecanismo de cadena cerrada.

 Figura !' . Mecanismo de cadena cerrada

 Fuente. &laboración propia

 2ecanismo abierto. #e6n =orton (200<) “una cadena con m!s de un eslabón

siempre tendr! m!s de un rado de libertad, por lo "ue se re"uiere tantos actuadores

como rados de libertad tena% (p. 2>)

$ continuación en la iura 7? se muestra un mecanismo de cadena abierta.

Page 13: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 13/20

21

 Figura !(. Mecanismo de cadena abierta

 Fuente. &laboración propia5uardas de seguridad 

#e6n $sa5l iesGe (2070) la unción de una uarda “es e+identemente

mantener al operador uera del !rea de peliro, pero muc5as de ellas no tienen /*ito

en dic5a unción% (p. ?2)

 $sa5l iesGe (2070) airman

$lunas solo cubren parte del !rea de peliro alrededor del punto de

operación, pero esto puede resultar riesoso. &*isten demasiados

traba'adores "ue e+itaran el propósito de la uarda pasando a tra+/s, por arriba, por aba'o, o alrededor de ella, e*poni/ndose "ui-! a un

rieso maor "ue si la uarda no e*istiera. Desde lueo cada uarda

tiene "ue ser remo+ible entre cada traba'o para propósitos de

mantenimiento o de coniuración, pero incluso esto debe considerarse

como incon+eniente, o los operadores liberaran la uardia para

"uitarla de su camino. =o deben utili-arse tuercas con ore'as o

dispositi+os de liberación r!pida para aseurar las uardas. #on

me'ores las tuercas los pernos, pero incluso me'ores "ue las tuercas

 pernos ordinarios son los su'etadores de cabe-a 5ueca, como los

tornillos tipo $llen. (p. ?2)

#e6n $sa5l iesGe (2070) “9a maora de las uardas son met!licas

los diseos populares son metal e*pandido, 5o'as met!licas, metal perorado, o malla

de alambre como material de relleno% (p.?)

Page 14: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 14/20

22

#e necesita un marco seuro para mantener la interidad estructural de la

uarda. Cuando un tablero de uarda tiene m!s de 72 pies cuadrados, se pone en

rieso su riide- se necesitan componentes adicionales de soporte.

5uardas generales para ma3uinas

$sa5l iesGe (2070) airman “#i los administradores de seuridad son

capaces de enumerar las !reas con problemas establecer prioridades, necesitan

saber "u/ es lo "ue 5ace pelirosa a una m!"uina% (p. >2)

$ pesar de las randes dierencias entre las ma"uinas, parece "ue en eneral

comparten alunos riesos mec!nicos son estos los "ue se discutir!n primero.

 #iesgos mecánicos$ continuación se citan riesos mec!nicos enerales de las ma"uinas, se6n

$sa5l iesGe (2070) 5a < a tomar en consideración:

7. ;unto de operación.2. 1ransmisión de potencia.

. ;untos de atrapamiento durante la operación.

4. ;artes rotati+as o reciprocantes de m!"uinas.<. Airutas, c5ispas o partes lan-adas al aire.

$sa5l iesGe (2070) airman "ue “los aparatos de transmisión de potencia

de las m!"uinas de orma caracterstica las correas poleas, constituen el seundo

rieso eneral m!s importante% (p. >)

 ;or lo eneral es m!s !cil colocar uardas en las correas en las poleas "ue

en el punto de operación. 9o com6n es "ue sea necesario tener acceso a las correas

a las poleas solo para mantenimiento de la m!"uina. &n tanto "ue el punto de

operación debe ser accesible, al menos en la pie-a de traba'o, cada +e- "ue se utili-a

la m!"uina. $un"ue es m!s sencillo colocar uardas en correas poleas.

$sa5l iesGe (2070) airman

9as m!"uinas "ue se alimentan con un material continuo eneran unrieso donde el material mó+il pasa 'unto a las partes de las ma"uinas

o entra en contacto con ellas. $ este rieso se le llama punto de

atrapamiento durante la operación o punto de atrapamiento de entrada.

Incluso en las ma"uinas "ue no est!n e"uipadas con alimentación

autom!tica, los puntos de atrapamiento durante la operación se

Page 15: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 15/20

23

 presenta donde las correas entran en contacto con las poleas los

enranes con otros enranes. (p. >)

$ continuación en la iura 7@ se muestran e'emplos de sistemas de

transmisión de potencia.

 Figura !*. Detalle de

sistema de

transmisión de

 potencia de la

ma"uina li'adora

en la empresa

#anord rands Aene-uela 9.9.C.

 Fuente. &laboración propia

$sa5l iesGe (2070) airman “9as partes mó+iles rotati+as o reciprocantes

 pueden presentar riesos similares a los de las correas las poleas, a los puntos de

atrapamiento durante la operación, en realidad estas cateoras se traslapan% (p. >)

9as partes de la m!"uina "ue se mue+en de orma intermitente resultan

 particularmente pelirosas. Durante la parte est!tica del ciclo los traba'adores pueden

ol+idar "ue la ma"uina se mo+er! posteriormente. &n esta cateora se encuentran los

aparatos de mane'o de materiales, pin-as o posicionadores, iual "ue los robots la

ma"uinaria controlada por computadora.

Page 16: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 16/20

24

$sa5l iesGe (2070) sealan "ue “las +irutas, c5ispas, o partes lan-adas al

aire, no son necesariamente el menos importanteH simplemente se mantiene como una

cateora de al6n modo dierente% (p. >4)

 &s e+idente "ue muc5as ma"uinas lan-an +irutas o c5ispas "ue se eneran en

el punto de operación. 1ambi/n deben incluirse los ob'etos lan-ados al aire, por"ue

alunas +eces en realidad lo "ue se rompe es el producto "ue se est! abricando es

 posible "ue las pie-as se proecten al operador. 1ambi/n puede suceder "ue se

rompan alunas partes de la m!"uina del mismo modo caian o sean lan-adas al

operario.#e6n $sa5l iesGe (2070) Bn medio para proteer a los traba'adores de

la +iruta o c5ispas presentes en el aire “es con un e"uipo de protección personal. #in

embaro, esto no resulta tan eica- como utili-ar uardas en las m!"uinas para

 proteer al operador a los otros traba'adores cercanos% (p. ><)

Ciclones industriales

a5amonde (200@) airma: “9os ciclones utili-an la inercia para remo+er las

 partculas de la corriente del as. enerado por una uer-a centrua a la corriente de

as, normalmente en una c!mara de orma cónica% (p. <)

&n el ondo del ciclón, la dirección del as se in+ierte sube en espirales por 

el centro del tubo saliendo por la parte superior.

“9as partculas en la corriente del as son or-adas 5acia la pared del ciclón

 por la uer-a centrua del as en rotación, pero se les opone la uer-a de arrastre

delas "ue pasa por el ciclón 5acia la salida% (a5amonde, 200@, p. <). Con las

 partculas m!s randes, la inercia +ence a la uer-a de arrastre, 5aciendo "ue las

 partculas alcancen la pared del ciclón sean colectadas. Con las partculas m!s

 pe"ueas, la uer-a de arrastre es maor "ue la inercia, ocasionando "ue las partculas

salan del ciclón 'unto con el as.a5amonde (200@) airma: “9a ra+edad tambi/n 5ace "ue las partculas m!s

randes "ue llean a la pared del ciclón ba'en 5acia la tol+a% (p. >)

Page 17: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 17/20

25

&n resumen podramos decir "ue, el ciclón es esencialmente una c!mara de

sedimentación en "ue la aceleración ra+itacional se sustitue con la aceleración

centriua.

$ continuación en la iura 78 se muestra el mo+imiento de las partculas de

un ciclón.

 Figura !+. Mo+imiento de las

 partculas maores 5acia las paredes

del ciclón debido a la uer-a

centriua

 Fuente. Diseo construcción de un separador ciclónico para la industria na+al. a5amonde, 3 (200@)

a5amonde (200@) airma

9os ciclones constituen uno de los medios menos costosos de

recolección de pol+o, tanto desde el punto de +ista de operación como

de la in+ersión. &stos son b!sicamente construcciones simples "ue no

cuentan con partes mó+iles, lo cual acilita las operaciones de

mantenimientoH pueden ser 5ec5os de una amplia ama de materiales

 pueden ser diseados para altas temperaturas ("ue ascienden incluso a

7000 JC) presiones de operación bastante altas. (;. ?)

9os ciclones son adecuados para separar partculas con di!metros maores de

< KmH aun"ue partculas muc5os m!s pe"ueas, en ciertos casos, pueden ser 

separadas. (a5amonde, 200@, p. @)

#e6n a5amonde (200@) 9a uer-a centrua enerada por los iros del as

dentro del ciclón puede ser muc5o maor "ue la uer-a ra+itacional, a "ue la uer-a

Page 18: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 18/20

26

centrua +ara en manitud dependiendo de la +elocidad de iro del as del radio

de iro.

1eóricamente el aumento de la +elocidad de entrada al ciclón implicara un

aumento de la uer-a centrua por lo tanto un aumento de la eiciencia, sin

embaro +elocidades de entrada mu altas eneran la re suspensión de material

 particulado de las paredes internas del ciclón, lo cual disminue la eiciencia del

ciclónH adicionalmente aumentar la +elocidad de entrada implica maor consumo de

enera. (a5amonde, 200@, p. 8)

a5amonde (200@) airma

&n un ciclón el as entra en la c!mara superior tanencialmente

desciende en espirales 5asta el !pice de la sección cónicaH lueoasciende en un seundo espiral, con di!metro m!s pe"ueo, sale por 

la parte superior a tra+/s de un ducto +ertical centrado. 9os sólidos se

mue+en radialmente 5acia las paredes, se desli-an por las paredes,

son recoidos en la parte inerior. (p. 8)

&l diseo apropiado de la sección cónica del ciclón oblia al cambio de

dirección del +órtice descendente, el +órtice ascendente tiene un radio menor, lo "ue

aumenta las +elocidades tanencialesH en el cono se presenta la maor colección de

 partculas, especialmente de las partculas pe"ueas al reducirse el radio de iro.

$ continuación en la iura 20 se muestran los +/rtices de un ciclón industrial.

Page 19: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 19/20

27

 Figura ",. A/rtices de un ciclón

industrial

 Fuente.  Diseo construcción de un

separador ciclónico para la

industria na+al. a5amonde, 3

(200@)

Ciclones comerciales

;arGer (78@) airma&s probablemente, el aparato de limpie-a de ases m!s sencillo de alta

eicacia de "ue se dispone , en consecuencia, el de m!s ba'o costo. 9a

temperatura de traba'o solo est! limitada por los materiales de

construcción. &l material m!s corriente es acero sua+e, con un lmite

de traba'o pró*imo a los 4<0J C. &l 5acerlo a temperaturas superiores

se reduce a la cuestión económica de utili-ar re+estimientos o

materiales reractarios m!s caros "ue el acero. (p. 24)

;or lo eneral, el ciclón posee la maor eicacia posible de os aparatos

separadores por inercia. $ continuación en la iura 27 se muestra un ciclón sencillo

"ue consta de un recipiente cilndrico.

Page 20: Capitulo II_Fundamentos Teóricos

7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 20/20

28

 Figura "!. Flu'o de as en un

ciclón simple

 Fuente. Contaminación del

aire por la industria. ;arGer, $.

(78@)

;arGer (78@) airma&l peso especico de la maora de los materiales recoidos en los

ciclones +ara desde 2 a <, incluidos los minerales. Mientras la eicacia

de ciclones tales como los construidos de ases carados de pol+o

supera el 88L para las partculas, de 7 Km, estos ciclones tienen

solo unos pocos centmetros de di!metro con c!maras mu pe"ueas.

;ara la limpie-a de ases industriales a maor escala, los ciclones

suelen estar predominantemente limitados al pol+o superior a 70 Km

de di!metro si se necesitan altas eicacias. (p. 244)