UNIVERSIDAD CATÓLICA CATÓLICA DEL NORTE FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS GEOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y MINAS
TRABAJO N°1 “LAVADORA ECOLÓGICA”
CRISTOPHER ARAYA PONCE MAYKOL PEREIRA SAIRE
Control de Procesos Profesor: Claudio Leiva Hurtubia Antofagasta, 08 de Mayo de 2014
CREACION DE LA EMPRESA Nombre de la empresa: CRISMAYJOS Ltda. Misión: La misión de la empresa CRISMAYJOS Ltda. tiene como propósito ofrecer un producto innovador y eficiente para mejorar la calidad de vida de las personas. En este sentido la empresa se orienta a la constante búsqueda de soluciones para los elevados niveles de contaminación que produce el funcionamiento de una lavadora, incorporando alternativas en sus productos que sean de beneficio para el medio ambiente y salud de las personas, cuidando los estándares y normas establecidas sin dejar nunca de lado la calidad. Es por esto que la empresa CRISMAYJOS Ltda. tiene como fin entregar un producto diferente y vanguardista que busque siempre el mejoramiento de las condiciones ambientales, abocándose en satisfacer y mejorar los códigos mediante los cuales se rige una lavadora. Visión: La visión de CRISMAYJOS Ltda . es “ser una empresa líder e innovadora en el ofrecimiento de un producto que en el cumplimiento de su función ayude a no desmejorar el medio ambiente”.
Desde esta perspectiva la empresa CRISMAYJOS Ltda. dirige sus que haceres a: - Contribuir al cuidado y buen estar del medio ambiente a través los diversos avances tecnológicos que se vayan realizando durante el tiempo a los productos ofrecidos, abocando principalmente los esfuerzos en reducir la huella de carbono emitida por el uso de una lavadora. - Mejorar la tecnología que constituye el funcionamiento de una lavadora, mediante investigaciones y continuos ensayos con sensores que permitan ir avanzando la eficiencia del producto que se ofrece. - Entregar un producto de calidad y que sea acorde a las necesidades de las personas, buscando siempre que estas se encuentren satisfechas y conformes con los procedimientos adoptados por la empresa CRISMAYJOS Ltda. al ofrecer soluciones y respuestas a sus necesidades.
ORGANIGRAMA DE LA EMPRESA
Gerente
Subgerente de Administración
Ventas
Jefe Técnico y de Estudios Encargado Medio Ambiente Ingenieros Medio Ambiente
Jefe Proyecto
Jefe Tecnologías
Jefe
Jefe de
Jefe Servicio
Marketing
Bodega
al Cliente
Supervisor
Diseñadores
Encargado
Ensamble
Gráficos
Recepción
Ingenieros de
Encargado
Técnicos
Proyectos
Innovación
Especialistas
Técnicos en Desarrollo
Técnicos de Pruebas
Encargados Publicistas
Repuestos
Encargados Asuntos Externos
Reponedores
Supervisor de Despachos
Encargados de Entregas
Encargado Garantía
Encargado Servicio Técnico
Técnicos Especialistas
ANTECEDENTES
Problema.El excesivo consumo de energía eléctrica y agua proveniente del proceso de lavado de una lavadora de carga tipo frontal.
La energía consumida en kWh y el agua consumida en litros de una lavadora produce claramente un enorme problema a la hora de diseñar un sistema que utilice el ahorro de estas variables, ya que el problema especifico seria el desafío de lograr ahorrar un 47% de energía eléctrica así evitando así la formación de la huella de carbono y un 72% de agua frente a las lavadoras de menor consumo a las actuales, con esto se ayudara al medioambiente ya que el agua es un recurso natural escaso.
Solución.Es por esto que nuestra empresa buscando siempre las mejores alternativas en innovación tecnológica para solucionar el problema planteado, ha desarrollado un sistema de ahorro de energía eléctrica y ahorro de agua en base al funcionamiento de un sensor de válvula electromagnética. El propósito de esta incorporación de tecnologías es reducir la formación de la huella de carbono. Esto se traduce en un consumo eficiente de energías, utilizando un sensor de en la parte interior del equipo, es que se lograra este objetivo. El sensor es de válvula electromecánica detecta la presencia de fluido y automáticamente envía una señal a una bobina soneidal. Este sensor detecta como se mueve el tambor y a través de un control variable de la velocidad utiliza esa información para ajustar la velocidad del motor. De este modo al ajustar la velocidad de rotación se optimizara el movimiento y la caída de ropa del tambor consiguiendo el mayor rendimiento de la energía y el agua posible. Además se requerirá un sensor de carga y de espuma limitando el consumo hídrico innecesario.
SELECCIÓN DE LA LAVADORA
- Tipo de Lavadora: Lavadora de tipo carga frontal. Modelo S c - Valor comercial Calefón: $220.990.- Características técnicas Calefón modelo SF TFI 10-2: - Tipo de gas - Potencia nominal [kW] - Consumo nominal (P.C.S.) [kW] - Caudal nominal [l/min] - Caudal encendido [l/min] - Presion nominal de gas [mbar] - Presion minina de agua [bar] - Presion maxima de agua [bar] - Diametro salida de gases [mm] - Conexión agua fria (ISO 228) [pulg] : G1/2 - Conexión agua caliente (ISO 228) [pulg] - Conexión gas (ISO 228) [pulg] -Dimensiones: Alto [mm] Ancho [mm] Fondo [mm] - Peso bruto aprox. (embalado) [kg]
: Gas Natural : 16,8 : 23 : 10 :4 : 18 : 0,15 : 10 : 60/80 : G1/2 : G1/2 : 570 : 290 : 190 : 10,5
- Características técnicas del producto: - Encendido Electrónico: con el sistema de encendido electrónico, basta abrir la llave de agua caliente y el calentador encenderá automáticamente - Sistema de seguridad electrónico o control de llama por ionizacion: en la eventualidad que el calentador se llegase a apagar, un sistema de seguridad electrónico cortara automáticamente el paso de gas al quemador principal, apagando totalmente el calentador. - Sistema de seguridad en el apagado: si por alguna razón el calentador permaneciera encendido sin circular agua, el sensor de sobrepresión de agua actuara ante un eventual sobrecalentamiento del artefacto.
- Sistema de seguridad del sistema de extracción de gases de la combustión: impide el encendido, o permite un apagado automático, en caso de fallar el sistema forzado de
extracción de gases. En caso de que este sistema llegara a fallar existe un segundo sistema de supervisión mediante un sensor de cámara, que también produce un apagado automático al detectar fallas en la extracción de los gases.
Modificaciones al producto: - Sistema de detección de falta de oxigeno: tiene como objetivo el detectar falta de oxigeno en el sistema, con el propósito de provocar la reacción completa del gas con oxigeno a fin de minimizar la presencia de monóxido de carbono que es perjudicial para la salud. Un sensor detectara la presencia de monóxido de carbono, haciendo activar un ventilador que aumentara el flujo de aire hasta alcanzar el valor requerido para que la reacción del gas sea 100% eficiente.
P&ID CALEFÓN
Nomenclatura: V: Válvulas GS: Suministro de Gas PIY 01: Sensor de Sobrepresión AIC 01: Sensor de Ionización AIC 02: Sensor de Monóxido de Carbono AIY 01: Sensor de Seguridad de Extracción de Gases. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS SENSORES
El calefón seleccionado para posteriormente ser modificado con el fin de reducir la huella de carbono, incluye los siguientes sensores: - Sensor de ionización de llama - Sensor de sobrepresión de agua - Sensor de cámara (sensor de revoco) Como se comento anteriormente, se ha seleccionado un sensor que cumpla la función de detectar la presencia de CO activando un ventilador que proporcionara aire en exceso mediante un pequeño ventilador, provocando la combustión completa del gas con oxigeno. Para ello el sensor seleccionado tiene las siguientes características: Tipo de sensor: Sensor electroquímico de gas para medición de monóxido de carbono. - Marca: Winsen - Modelo: ME2-CO Características generales: - Consumición baja - Alta precisión - Alta sensibilidad - Gama linear extensa - Capacidad anti-interferente fuerte - Capacidad de repetición y estabilidad excelentes Características técnicas: -Rango de detección -Límite de detección máximo -Sensibilidad -Resolución -Rango de temperaturas -Tiempo de reacción -Rango de humedad -Resistencia de carga
Funcionamiento:
: 0 – 1000 ppm : 2000 ppm : 0,015 0,005 A/ppm : 0,5 ppm : -20°C a 50°C : <50 s : 15% - 90% HR : 200
Si tomamos como referencia el sensor escogido para detectar presencia de monóxido de carbono, el funcionamiento de un sensor de tres electrodos (que son los utilizados para la detección de CO, diferenciándose por ejemplo de los de dos electrodos que son para detectar la presencia de O2) es el siguiente:
- Las moléculas de CO migran a través de la membrana permeable a gases hasta llegar al electrodo detector. - La primera reacción química producida es de formación de iones H+. - Los iones migran hasta el contraelectrodo. - La segunda reacción química con ayuda del O 2 en aire limpio es la de conducción de corriente en el circuito externo. - El electrodo de referencia estabiliza la señal del sensor.
COSTOS
En cuanto a costos para el diseño del calefón ecológico, lo primero que se tiene que considerar es el precio comercial del calefón a modificar: Valor comercial Calefón Splendid Modelo SF TFI 10-2: $220.990.Teniendo el valor del calefón seleccionado se puede enfocar ahora a los costos del sistema adicional incluido, que tiene como fin aumentar la eficiencia del calefón y por consiguiente reducir la huella de carbono de este. Los costos adicionales incluyen: Sensor de CO: $8.999.- aprox. (http://www.electronicamagnabit.com/tienda/sensores/41-sensorde-monoxido-de-carbono-mq-7.html)
Ventilador: $6.990.- aprox. ( http://articulo.mercadolibre.cl/MLC-408852482-ventilador-cpunotebook-toshiba-series-l10-y-l15-_JM)
RESUMEN
Este informe contiene los resultados de la investigación realizada para la adaptación de un calefón agregando sensores con el propósito de reducir las emisiones de monóxido de carbono (CO) y así contribuir al cuidado del medio ambiente. Se optó por incluir un sistema de inyección de aire para lograr la máxima eficiencia en la combustión del gas. Este sistema funciona en base a un sensor electroquímico de CO, el cual detecta la presencia de CO en la chimenea de salida de los gases enviando una señal eléctrica a un pequeño ventilador haciendo que este se active e inyecte aire al sistema, favoreciendo la eficiencia de la reacción.
INDICE
Resumen
1
Creación de la Empresa
3
Organigrama de la Empresa
4
Antecedentes
5
Selección del Calefon
7
Flow-Sheet del Proceso
9
P&ID
11
Características técnicas de los sensores
12
Costos
14
Conclusión
15
Referencias Bibliográficas
16
CONCLUSIONES
De acuerdo a las investigaciones que realizamos el tipo de sensor que seleccionamos
cumple con la función de detectar el monóxido de carbono. El ventilador inyecta aire lo que aumenta la eficiencia de la combustión. En el mercado hay numerosos tipos de sensores que detectan CO, pero la problemática
principal radica en su durabilidad ya que esta es de 2 a 3 años dependiendo de sus características de fabricación. Reducir las emisiones de gases contaminantes es un verdadero desafío para los
ingenieros, ya que las tecnologías deben ser confiables y limpias.
BIBLIOGRAFÍA 1.- www.testo.com.ar 2.-http://www.directindustry.es/prod/alphasense/sensores-electroquimicos-de-monoxido-decarbono-co-no-sensibles-al-hidrogeno-16860-38597.html 3.-Manual de Instrucciones Calefon Tiro forzado Splendid