Ing. RAÚL ALBERTO IZQUIERDO MORALES
BERTHING JHALIN GUTIÉRREZ BRENIS
Las turbinas hidráulicas se clasifican como: (i) Turbinas de acción o de impulso, y (ii) Turbinas de reacción. Clasificación que obedece a la forma como el agua ejerce la fuerza sobre la turbina y como causa su rotación Las turbinas hidráulicas Pelton constituyen una clase especial, porque en ellas el flujo es meramente tangencial. Las turbinas hidráulicas son rara vez radiales. La turbina Francis frecuentemente es de flujo mixto. La turbina Kaplan es de flujo Turbinas de acción o impulso. Se han desarrollado tres tipos de turbinas de impulso: (i) la turbina Pelton, (ii) La turbina Turgo y (iii) La turbina Michael Banki.
radial y centrífuga.
axial, con el rodete fuera del agua; mientras el cauce no subía subía de nivel, trabajaba como una de acción normal, mientras que si el nivel subía y el rodete quedaba sumergido, trabajaba como una de reacción, aunque no en las mejores condiciones; en la actualidad no se utiliza.
el agua pasa dos veces por los álabes del rodete, construido en forma de tambor; se utiliza para pequeños y grandes saltos.
Las turbinas hidráulicas se clasifican como: (i) Turbinas de acción o de impulso, y (ii) Turbinas de reacción. Clasificación que obedece a la forma como el agua ejerce la fuerza sobre la turbina y como causa su rotación Las turbinas hidráulicas Pelton constituyen una clase especial, porque en ellas el flujo es meramente tangencial. Las turbinas hidráulicas son rara vez radiales. La turbina Francis frecuentemente es de flujo mixto. La turbina Kaplan es de flujo Turbinas de acción o impulso. Se han desarrollado tres tipos de turbinas de impulso: (i) la turbina Pelton, (ii) La turbina Turgo y (iii) La turbina Michael Banki.
radial y centrífuga.
axial, con el rodete fuera del agua; mientras el cauce no subía subía de nivel, trabajaba como una de acción normal, mientras que si el nivel subía y el rodete quedaba sumergido, trabajaba como una de reacción, aunque no en las mejores condiciones; en la actualidad no se utiliza.
el agua pasa dos veces por los álabes del rodete, construido en forma de tambor; se utiliza para pequeños y grandes saltos.
Las componentes principales principales de una turbina Pelton son: El distribuidor, el rodete, la carcasa, la cámara de descarga, y el eje. eje. La turbina de impulso Pelton difiere considerablemente de las turbinas de reacción Francis y Kaplan, la turbina Pelton tiene una admisión de flujo parcial en la cual, la energía hidráulica es transmitida a la rueda por un número discreto de chiflones, independientes uno de otro. En consecuencia, la principal característica hidrodinámica de la turbina tiene que referirse a un solo chiflón, por lo que en este caso la velocidad específica es
donde i es el número de chiflones de los cuales cuales los arreglos de turbinas Pelton Pelton pueden contener desde uno hasta seis como máximo. Estudios de correlación, de aproximadamente 90 turbinas Pelton, dan las siguientes expresiones para determinar el rango de la velocidad específica (N' sj ) en función de la carga de diseño.
2. Compuesto por la cámara de distribución propiamente dicha y los inyectores, que a su vez se conforman de servomotores, tobera, válvulas de agujas, deflectores y dispositivos mecánicos para su accionamiento. Su función es direccionar el chorro de agua hacia el rodete y regular la cantidad
de agua incidente sobre el mismo. El número de chorros dispuestos circunferencialmente alrededor del rodete depende de la potencia y características del diseño. Se instalan hasta seis chorros.
Consiste en una rueda con un número de cucharones también conocidos como cangilones (rara vez menor de 15) equidistantemente dispuestos en su periferia en dirección radial. Es impulsada por el flujo de dos o hasta un máximo de seis inyectores (boquillas o chiflones) de modo que cada una dirija un chorro tangente a la circunferencia y hacia el centro de los cucharones. Los autores encontraron que el coeficiente de velocidad periférica está relacionado con la velocidad específica por chorro de la siguiente manera:
= 0.5445 −0.0039
Igualmente, se verificó que existe correlación entre el diámetro del chorro, el diámetro Pelton y la velocidad específica por chorro, así:
= 250.74−1.796 El diámetro externo D3 puede determinarse de la siguiente relación una vez se haya calculado previamente, el diámetro Pelton.
Las dimensiones del cangilón se obtienen por medio de las siguientes relaciones:
Las principales dimensiones del distribuidor para una turbina Pelton accionada por cuatro chorros En donde L es el diámetro de la carcasa que cubre la turbina y está dado por:
Las turbinas de reacción en general son de dos clases. En una de ellas el flujo del agua ingresa con respecto al eje de la turbina paralelamente y perpendicularmente, son las denominadas turbinas de flujo mixto; de esta categoría forman parte las turbinas Francis. En la otra clase, el agua fluye paralelamente al eje de la turbina y se designan como turbinas de flujo axial (en ésta se incluyen las turbinas Kaplan).
en la que el rodete se mueve dentro del agua. Es una turbina radial centrífuga, lo que supone un gran diámetro de rodete; en la actualidad no se construye.
axial, y con tubo de aspiración; el rodete es prácticamente inaccesible; en la actualidad no se construye.
Las turbinas de flujo mixto fueron inventadas por James B. Francis, por lo que se las conoce como turbinas Francis. En las turbinas Francis el agua fluye de la tubería de presión al sistema de distribución a través de un caracol o cámara espiral que se ubica alrededor del sistema de distribución. Las partes constitutivas de la turbina Francis son: el caracol o cámara espiral, el anillo fijo, los álabes fijos, los álabes móviles, rodete, eje de la turbina y el tubo de aspiración. Obsérvese que todas estas partes conforman la turbina. Existe la tendencia a confundir la turbina con el rodete solamente. es radial centrípeta, con tubo de aspiración; el rodete es de fácil acceso, por lo que es muy práctica. Es fácilmente regulable y funciona a un elevado número de revoluciones; es el tipo más empleado, y se utiliza en saltos variables, desde 0,5 m hasta 180 m; pueden ser, lentas, normales, rápidas y extra rápidas.
El rango de variación de la velocidad específica en turbinas Francis en función de la H d , se muestra en la figura y representa la tendencia de la velocidad específica de las turbinas Francis fabricadas en ese período, cuya ley de correlación es
Constituye el ducto alimentador de agua al rodete, es de sección circular y diámetro decreciente. Circunda el rodete y le entrega el agua requerida para la operación. El agua pasa del caracol al distribuidor guiada por unas paletas direccionales fijas a la carcasa.
El sistema de distribución posee una parte estacionaria denominada anillo fijo (stay ring) y los álabes fijos. Los álabes móviles en forma de persiana vertical y circular guían el agua hacia el rodete. La apertura de los álabes móviles se puede graduar por medio de un anillo localizado en la parte superior y accionado por servomotor hidráulico. En el distribuidor se transforma la energía de presión en energía cinética. Es la rueda motriz propiamente y posee álabes que están adosados a un disco perpendicular al eje de la máquina. En el rodete se distingue la corona, la banda y los álabes curvados.
También denominado difusor o tubo de desfogue, consiste en una conducción en forma de sifón que une la turbina con el canal de descarga. Tiene como función recuperar el máximo de energía cinética del agua a la salida del rodete. A la salida del rodete se obtiene una presión menor que la atmosférica y por lo tanto un gradiente de presión dinámico mayor a través del rodete.
Se obtiene el coeficiente de velocidad periférica ku que para la turbina Francis se expresa:
Donde: D3: Diámetro de salida o de descarga. n: Velocidad sincrónica. De la ecuación anterior se puede despejar el diámetro D3, una vez se han reemplazado los valores constantes:
Similarmente al desarrollo anterior para la turbina Pelton, el coeficiente de velocidad periférica es función de la velocidad específica, según la ecuación:
Las otras dimensiones se obtienen en función de la velocidad específica, y referidas al diámetro D3.
Las principales dimensiones del caracol se obtienen a partir de las siguientes ecuaciones, obtenidas como función de la velocidad específica n y referidas al diámetro D3. En la figura 8 se incluyen las diferentes dimensiones del rodete y el caracol de la turbina Francis
las palas del rodete tienen forma de hélice; se emplea en saltos de pequeña altura, obteniéndose con ella elevados rendimientos, siendo las palas orientables lo que implica paso variable. Si las palas son fijas, se denominan turbinas hélice.
La turbina Kaplan se parece a un ventilador axial que funciona en sentido contrario. Un ventilador de ventana que gira en la dirección equivocada cuando el viento sopla fuerte hacia la ventana representa
el principio de operación básico de la turbina Kaplan. La turbina Kaplan se nombra en honor a su inventor, Viktor Kaplan (1876-1934). Los resultados de investigaciones realizadas desde el punto de vista estadístico, con más de 130 turbinas Kaplan construidas en el mundo, muestran las funciones de correlación entre el valor del rango de la velocidad específica y la carga de diseño.
Para definir las dimensiones de la turbina primero tenemos que calcular el coeficiente de velocidad tangencial (Ku), éste valor lo obtendremos de la figura, después se reemplazará en las ecuaciones.
Donde: Ku : Coeficiente de velocidad tangencial.
Este método se basa en el estudio de más de 130 turbinas Kaplan manufacturadas alrededor del mundo. El estudio estadístico será provisto a través de las fórmulas que se plantean a continuación:
Donde: Ku : Coeficiente de velocidad tangencial ns : Velocidad específica, r.p.m. s : Desviación estándar. r : Coeficiente de correlación. Además plantea las siguientes ecuaciones para obtener las dimensionales principales:
El estudio basado en más de 120 turbinas Kaplan manufacturadas. El estudio estadístico se presenta a través de las siguientes ecuaciones,
Donde: Ku: Coeficiente de velocidad tangencial Nq: Velocidad específica, r.p.m. s : Desviación estándar. r: Coeficiente de correlación.
Este método se basa en la figura, para hallar algunos parámetros de la turbina tipo kaplan, de la cual se obtendrá el valor de ∗ .
Donde: cm : De : Di : Q:
Velocidad axial promedio del fluido en el rodete, m/s. Diámetro exterior del rodete Kaplan,m. Diámetro interior del rodete Kaplan, m. Caudal, m3/s.
Los grupos Bulbo, como parte fundamental de algunas centrales mini hidráulicas y mareomotrices, no son más que un tipo especial de turbina hélice, capaces de aprovechar saltos de pequeño desnivel, pero de gran caudal. Estos grupos fueron concebidos en un principio para ser utilizados en cuencas fluviales de grandes caudales y posteriormente han sido empleados también por las centrales mareomotrices, que como sabemos se caracterizan, por pequeñas alturas y grandes caudales.
La ventaja de estos grupos, en los que el agua desliza axialmente, es muy superior a los tradicionales de eje vertical. En primer lugar, se produce una mejor distribución de velocidades del agua sobre las palas, lo que permite disminuir el diámetro de las mismas, para una misma potencia en comparación con las de eje vertical; se ha comprobado que para una caída y consumo dados se obtiene la misma potencia,
por ejemplo, con una rueda de 6,10 m de diámetro en deslizamiento axial, a una velocidad de 87 rpm, que con una rueda Kaplan de 7 m girando a 71 rpm. Otra ventaja la constituye la disminución de las pérdidas de carga, tanto a la entrada como a la salida de la turbina lo que implica una mejora del rendimiento, presentando al tiempo mejores condiciones a la cavitación, lo que origina una disminución del coste de la obra civil.
Parámetros adimensionales:
( ) ()∗ = ()
= ()∗√ () ()
Una clasificación del tipo de turbina está dada utilizando la potencia en CV en la ecuación y los rangos son: TURBINAS PELTON N s <100 TURBINAS FRANCIS 50 < N s <350 (400) TURBINAS KAPLAN N s >=300 Como se puede observar en esta clasificación, el rango de las Francis es tan amplio que abarca parte del rango de las Pelton y también de las Kaplan, con tendencias a ser cada vez mayor con valores de N s del orden de 400. Para las Francis se pueden tener de manera aproximada los siguientes rangos: LENTA 50 <= N s < 150 (D 1 > D 3 ) NORMAL 150<= N s < 250 (D 1 ≈ D 3 )
RÁPIDA 250 <= N s <= 350 (D 1 < = D 3 ) Según Pedro Fernandéz Diez. Pelton con un inyector, 5 < n s < 30 Pelton con varios inyectores, n s = 30 < n s < 50 Francis lenta, 50 < n s < 100 ; Francis normal, 100 < n s < 200 ; Francis rápida, 200 < n s < 400 Francis extrarápida, ruedas-hélice, 400 < n s < 700 Kaplan, 500 < n s < 1000 Kaplan de 2 palas, n s = 1200
Este tipo de bombas son las de mayor uso en la plantas industriales, debido a sus características como el de alta eficiencia, precio, el mantenimiento que se le da a la misma no es tan costoso, es adaptable, desarrollado para el trabajo pesado, es compacto y robusto. [8] La bomba centrifuga tiene distintas partes que son las siguientes: Eje: Es una pieza tubular en la cual se ajustan todas las componentes rotatorias de la bomba, la cual debe ser recta, no desalineada, ya que su objetivo principal es que se encuentre alineada la bomba con el motor. Impulsor: Tiene como principal objetivo, el mover el líquido de un nivel a otro, saliendo de la bomba el líquido a una gran presión y a una menor temperatura. Este impulsor está compuesto por alabes, las cuales hacen impulsar el líquido.
Sello Mecánico: Cierre mecánico de la bomba, el cual se refrigera con el agua que va ser bombeada, además de darle su funcionamiento cuando la bomba está trabajando. Carcasa: Es lo que cubre a la bomba. Puede ser fabricado de distintos materiales, para agua potable, es de hierro fundido. Ventilador: Es la que se encarga de la refrigeración por aire del motor. Rodamientos: El eje del rotor del motor, está colocado sobre rodamientos en los extremos, los cuales debes ser sellados y lubricado, para que tengan un buen tiempo de funcionamiento. Rotor: Componente del motor de la bomba, que se encarga de transmitir la potencia mecánica generada a través del motor. Estator: Parte del motor de la bomba y complemento del estator, que hace que pueda funcionar el motor. Capacitor: Se utiliza para arrancar la bomba centrifuga. Cuerpo de Bomba: Carcasa de la bomba.
Fuente: [8]
Fuente [7]
La capacidad es usualmente expresada en galones por minuto, o, para bombas grandes en pies cúbicos por segundo en Unidades Inglesas; y en metros cúbicos por segundo, litros por segundo, o metros cúbicos por hora en unidades del S.l. La carga dinámica total, algunas veces simplemente se refiere como carga total o carga, se abrevia como H, y es medida ya sea en pies o en metros.
La carga estática es el cambio de elevación total que el líquido debe experimentar. En la mayoría de los casos, la carga estática es medida normalmente desde la superficie del líquido en el recipiente de suministro hasta la superficie del líquido en el recipiente donde el líquido está siendo entregado. Nótese que para una bomba en un sistema de circuito cerrado, la carga estática total es cero.
Fuente: [7]
La carga de fricción es la carga necesaria para vencer las pérdidas de fricción en la tubería, válvulas y accesorios dentro del sistema en el cual opera la bomba. La carga de presión es la carga requerida para vencer una presión o vacío en el sistema ya sea aguas arriba o aguas debajo de la bomba. Normalmente se mide en la superficie del líquido, en los recipientes de suministro y de descarga. Si las presiones en los recipientes son iguales (por ejemplo, si son dos tanques atmosféricos) entonces no se requiere ningún ajuste de la carga de presión a la carga dinámica total (H).
El primer punto es tomar la decisión entre una bomba centrífuga o una del tipo de desplazamiento positiva [6]. Los siguientes son algunos criterios de aplicación claves los cuales nos llevan a la selección de una bomba de desplazamiento positivo sobre una bomba centrífuga. 1. Alta presión 2. Bajo flujo 3. Alta viscosidad 4. Alta eficiencia 5. Baja velocidad 6. Capacidad de manejo de sólidos 7. Auto cebante 8. Medición de flujo preciso y repetible 9. Flujo constante / sistema de presión variable 10.Flujo de dos fases.
Fuente [7]
Fuente: [7]
El American National Standars Institute (ANSI) en su Estándar B73.1 (también conocido como ASME B73.1) para bombas de procesos químicos fue desarrollado hace más de treinta años. Aunque es conocida como una bomba de procesos químicos, la bomba ANSI es una de las más versátiles y ampliamente usadas en una variedad de aplicaciones industriales [7]
Fuente: [7]
El Estándar 610 del American Petroleum Institute (API) para bombas de refinerías fue escrito para desarrollar un estándar de diseño riguroso y detallado para bombas de proceso en servicios de refinerías y en otras aplicaciones petroquímicas [7]. La necesidad de que este estándar contenga de hecho que todos los líquidos manejados en refinerías y plantas petroquímicas están a menudo a alta presión, alta temperatura y usualmente flamable o volátil, y que la seguridad es una consideración muy importante. [7] El estándar 610 hace referencia a un número de otras especificaciones API, tales como el API 671 para acoplamientos y el API 677 para unidades de engrane, Además, existen estándares API específicos para cubrir tipos especiales de bombas (por ejemplo API 685 para bombas selladas). [7] Las Normas Oficiales Mexicanas que sobre eficiencia energética de bombas han sido publicadas:
NOM-001-ENER-1995: Eficiencia energética de bombas verticales tipo de turbina con motor externo NOM-004-ENER-1995: Eficiencia energética de bombas centrífugas para bombeo de agua para uso doméstico. NOM-006-ENER-1995: Eficiencia energética electromecánica en sistemas de bombeo para pozo profundo en operación. NOM-010-ENER-1996: Eficiencia energética de bombas sumergibles.
DIN-1944 (Ensayo de recepción de bombas centrifugas)
La Ley de Faraday. Esta ley nos dice que el voltaje inducido en un circuito es directamente proporcional al cambio del flujo magnético en un conductor o espira. Esto quiere decir que si tenemos un campo magnético generando un flujo magnético, necesitamos una espira por donde circule una corriente para conseguir que se genera la f.e.m. (fuerza electromotriz). [8] Los generadores de corriente alterna o alternadores son máquinas que transforman energía mecánica, que reciben por el rotor, en energía eléctrica en forma de corriente alterna. La mayoría de alternadores son máquinas de corriente alterna síncrona, que son las que giran a la velocidad de sincronismo, que está relacionada con el nombre de polos que tiene la máquina y la frecuencia de la fuerza electromotriz. Esta relación hace que el motor gire a la misma velocidad que le impone el estátor a través del campo magnético. Esta relación viene dada por la expresión, [8]:
Estátor: Parte fija exterior de la máquina. El estátor está formado por una carcasa metálica que sirve de soporte. En su interior encontramos el núcleo del inducido, con forma de corona y ranuras longitudinales, donde se alojan los conductores del enrollamiento inducido.
Rotor: Parte móvil que gira dentro del estátor El rotor contiene el sistema inductor y los anillos de rozamiento, mediante los cuales se alimenta el sistema inductor. En función de la velocidad de la máquina hay dos formas constructivas. 1. Rotor de polos salidos o rueda polar: Utilizado para turbinas hidráulicas o motores térmicos, para sistemas de baja velocidad. 2. Rotor de polos lisos: Utilizado para turbinas de vapor y gas, estos grupos son llamados turboalternadores. Pueden girar a 3000, 1500 o 1000 r.p.m. en función de los polos que tenga.
generador de corriente continua, también llamado dinamo, es una máquina eléctrica rotativa a la cual le suministramos energía mecánica y la transforma en energía eléctrica en corriente continua. En la actualidad se utilizan muy poco, ya que la producción y transporte de energía eléctrica es en forma de corriente alterna. Una de las características de las dinamos es que son máquinas reversibles: se pueden utilizar tanto como generador o como motor. El motor es la principal aplicación industrial de la dinamo, ya que tiene facilidad a la hora de regular su velocidad de giro en el rotor. Las principales partes de esta máquina son:
Estátor, El estátor es la parte fija exterior de la dinamo. El estátor contiene el sistema inductor destinado a producir el campo magnético. Está formado por: Polos inductores: Diseñados para repartir uniformemente el campo magnético. Distinguimos en ellos el núcleo y la expansión polar. El número de polos ha de ser par, en caso de máquinas grandes se han de utilizar polos auxiliares. Devanado inductor: Son las bobinas de excitación de los polos principales, colocadas alrededor del núcleo. Están hechos con conductores de cobre o de aluminio recubiertos por un barniz aislante. Culata: La culata sirve para cerrar el circuito magnético y sujertar los polos. Esta construida con material ferromagnético.
Rotor, El rotor es la Parte móvil que gira dentro del estátor. El rotor al estar sometido a variación de flujo crea la fuerza electromotriz inducida, por lo tanto contiene el sistema inducido. Está formado por: Núcleo del inducido: Cilindro construido para reducir las pérdidas magnéticas. Dispone de ranuras longitudinales donde se colocan las espiras del enrollamiento del inducido. Devanado inducido: Formado por espiras que se distribuyen uniformemente por las ranuras del núcleo. Se conecta al circuito exterior de la máquina por medio del colector y las escobillas. Colector: Cilindro solidario al eje de la máquina formado por segmentos de cobre o láminas aisladas eléctricamente entre ellas. En cada lámina se conecta una bobina. Es el encargado de realizar la conversión de corriente alterna a corriente continua. Escobillas: Son piezas de carbón-grafito o metálicas, que están en contacto con el colector. Hacen la conmutación de la corriente inducida y la transportan en forma de corriente continua hacia el exterior. Cojinetes: Sirven de soporte y permiten el giro del eje de la máquina.
La conmutación es la operación de transformación de una señal alterna a una señal continua y también se conoce como rectificación de señal. Las dinamos hacen esta conmutación porque tienen que suministrar corriente continua.
Esta conmutación en las dinamos se realiza a través del colector de delgas. Los anillos del colector están cortados debido a que por fuera de la espira la corriente siempre tiene que ir en el mismo sentido. A la hora de realizar esta conmutación existen diferentes problemas. Cuando el generador funciona con una carga conectada en sus bornes, nos encontramos con una caída de tensión interna y una reacción en el inducido. El inducido creará un flujo magnético que se opone al generado por el imán. A este efecto se le da el nombre de fuerza contra electromotriz, que desplazará el plano neutro. Para solucionar este problema se pueden realizar diversas mejoras como:
Desplazamiento de las escobillas: Este método cambia las escobillas a su nueva posición corrigiendo el desvío del plano, el problema es que el motor puede trabajar desde el 0% de su carga total al 100%, por lo que el plano puede cambiar. Polos de conmutación o auxiliares: la función de estos polos auxiliares es la de compensar el flujo producido por las bobinas inducidas y compensarlo. Es una solución muy útil y económica. Bobinas de compensación: Cuando los generadores son de gran potencia, los polos de conmutación no son suficientes, en este caso usamos bobinas de compensación.
Fuente : [8] Un diagrama de tuberías e instrumentación (DTI) (en inglés: Piping and Instrumentation Diagram, P&ID) es un diagrama que muestra el flujo del proceso en las tuberías, así como los equipos instalados y el instrumental. [9] La familia de DTI se utiliza para la identificación de las mediciones en el proceso.
Los P&IDs son fundamentales para el mantenimiento y modificación del proceso que representan gráficamente. En la etapa de diseño, el diagrama también ofrece la base para el desarrollo de esquemas de control del sistema, como el Análisis de Riesgos y Operabilidad(HAZOP, por sus siglas en inglés). En el caso de las instalaciones de procesamiento, se trata de una representación gráfica de:
Los detalles clave de las tuberías e instrumentación Los esquemas de control y apagado Los requisitos de seguridad y normativa La información básica de arranque y operación
El detalle de la instrumentación varía con el grado de complejidad del diseño. A los diseños simplificados o conceptuales se los llama diagramas de flujo de procesos (PFDs). Un PFD muestra menos detalles que un P&ID y generalmente es el primer paso en el proceso de diseño, es más bien una vista panorámica. En un P&ID se muestran diagramas de tuberías e instrumentación (P&IDs) con un desarrollo más amplio. A continuación, se enumeran algunos símbolos de los aparatos y el instrumental utilizados normalmente en un P&ID, según la norma DIN 30600 e ISO 14617.
Fuente: [9]
La cocina es un espacio de aproximadamente 10mx15mx2.5m, donde los trabajadores están expuestos a aire contaminado por humos, vapores y grasa, lo cual puede traer perjuicios graves para la salud, tema muy aparte que no tocaremos en el presente trabajo. Así como los trabajadores pueden ser perjudicados, las distintas maquinarias de trabajo están expuestas a este ambiente corrosivo, lo cual le puede quitar años de vida útil, al proyecto de inversión y generar costos adicionales por reparaciones.
Cocina comedor universitario UNSAAC En el Perú existe el Reglamento nacional de edificaciones (RNE 2006) norma EM.030 de Instalaciones de ventilación, en esta menciona especificaciones de dimensionamiento de ductos, materiales de ductos, renovaciones por hora, temperatura, humedad relativa, etc. En un ambiente que se trabaja con equipos que emiten humos y grasas (marmitas y freidoras), tiene carácter de obligatorio implementar un sistema de ventilación cuyo fin es mantener comodidad y seguridad para las personas que permanecen en estos ambientes, específicamente en una cocina a nivel industrial (macro). Una campana extractora, denominada comúnmente campana o extractora, es un aparato electrodoméstico de línea blanca, que tiene un ventilador (extractor) inserto en la carcasa; se coloca encima de la cocina, y se utiliza para atrapar la grasa en suspensión en el aire, los productos de combustión, el humo, los olores, el calor, y el vapor del aire mediante una combinación de filtrado y la evacuación del aire.
El mecanismo de funcionamiento de la marmita u olla de presión es simple. La olla básicamente tiene:
Un recipiente de metal con tapa. Un regulador de presión. Una o más válvulas de alivio de presión. Un empaque sellador de hule.
Las marmitas usan la energía calorífica del vapor, el cual circula por una cámara metálica, donde se realiza la transferencia de calor (esta transferencia de calor tiene una alta “eficiencia” por tener trabajar en un proceso de transferencia de calor con cambio de fase, proceso que cuenta con Altos índices de coeficiente convectivo)para poder finalmente realizar la cocción de los alimentos.
Los ventiladores, son elementos que hacen posible la circulación de los gases (mezcla de humos y grasas). Estos ventiladores están accionados por motores con transmisiones de fajas y poleas; los motores utilizados son por lo general motores eléctricos.Son aquellos en los cuales el flujo de aire cambia su dirección, en un ángulo de 90°, entre la entrada y salida. Se suelen sub-clasificar, según la forma de las palas o álabes del rotor, de la siguiente manera:
Ventilador centrifugo de la UNSAAC El ventilador usado en el comedor es centrífugo, ya que ingresa el aire en dirección de su eje para luego impulsarlo en dirección radial. Tenemos 3 tipos básicos de rodetes: Alabes curvados hacia delante: (también se llaman de jaula de ardilla). Tiene los álabes curvados en la misma dirección del giro; necesitan poco espacio, baja velocidad periférica y son silenciosos. Se utilizan en sistemas de calefacción y otros que no impliquen polvo en exceso.
Rodetes con alabes curvados hacia adelante Alabes curvados hacia atrás: Alabes inclinados en sentido contrario a la rotación; tiene mayor velocidad periférica, buen rendimiento con poco ruido y una característica de consumo de energía no sobrecargarle.
rodetes con alabes curvados hacia atrás Alabes rectos: Alabes dispuestos en forma radial. Esta disposición evita la acumulación de materiales sobre las mismas; comúnmente utilizado en las instalaciones de extracción localizada en las que el aire contaminado con partículas debe circular a través del ventilador. En este tipo de ventiladores la velocidad periférica es media y se utilizar en muchos sistemas de extracción localizada.
rodetes con alabes curvados hacia atrás Los tubos pueden ser simples o aislados: Simples. Recomendados para instalaciones de interior. Están fabricados en acero galvanizado, vitrificado o inoxidable. Aislados. De acero inoxidable y lana de roca. Indicados para instalaciones exteriores ya que evitan que el tubo se enfríe con el frío del exterior y que las partículas se solidifiquen obstruyendo la salida del humo, también evitan que el tubo frío provoque un tapón ocasionando un “revoque” o vuelta del humo hacia el aparato calefactor. Son necesario en instalaciones en las que el tubo esté cerca de materiales inflamables como la madera. Acero inoxidable aislado: Son los que ofrecen una mayor durabilidad (una media de 20 años) y resistencia a la corrosión. Acero inoxidable: Ofrecen una durabilidad y resistencia alta. Son los que se utilizan para instalaciones no vistas como por ejemplo el interior de la campana de la chimenea o zonas con poco acceso y que necesitan garantía de estanqueidad. Acero vitrificado: Idóneos para instalaciones de interior con tubo visto, están disponibles en acabado brillante y mate. Resistencia y durabilidad media, su resistencia depende de un buen acabado interior del esmalte que evita la corrosión y la aumenta la durabilidad del tubo
Galvanizados: Son los que ofrecen una menor resistencia y durabilidad. Además precisan un mayor mantenimiento ya que debe ser deshollinado dos veces al año.
La forma geométrica del perfil de la tubería influye en las perdidas de carga, así como en detalles de construcción e instalación. En nuestro caso se cuenta con tuberías cuadradas o conductos rectangulares de chapa con uniones.
Ductos de ventilación del comedor universitario UNSAAC
