Este documento describe los accesorios necesarios para un compresor, incluyendo filtros, silenciadores, enfriadores intermedios y post-enfriadores, separadores de agua, depósitos y válvulas de seguridad. También explica el funcionamiento básico de los compresores y sus aplicaciones en diversas industrias como la textil, siderúrgica, alimenticia y química.
1. 1
“UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ”
“FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA”
CARRERA PROFESIONAL: INGENIERÍA QUÍMICA DEL GAS NATURAL Y
ENERGÍA
CÁTEDRA:
ESTACIONES DE COMPRESIÓN
TEMA
CATEDRÁTICO:
Ing. ORLANDO MORENO VILCA
ALUMNO:
CAMARENA CERVANTES, Andy
SEMESTRE:
8° SEMESTRE
03 de enero del 2018
APLICACIÓN DE LOS COMPRENSORES
2. Contenido
I. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................3
II. RESUMEN .....................................................................................................................4
III. MARCO TEÓRICO.......................................................................................................6
3.1. ACCESORIOS NECESARIOS PARA UN COMPRESOR..................................................6
3.1.1. GENERALIDADES. ...........................................................................................6
3.1.2. FILTROS. ........................................................................................................6
3.1.3. SILENCIADORES. ............................................................................................7
3.1.4. ENFRIADOR INTERMEDIO...............................................................................7
3.1.5. POST-ENFRIADOR. .........................................................................................7
3.1.6. SEPARADOR DE AGUA....................................................................................8
3.1.7. DEPÓSITO RECIBIDOR.....................................................................................9
3.1.8. CAÑERÍAS......................................................................................................9
3.1.9. VÁLVULAS DE SEGURIDAD............................................................................10
3.1.10. PROTECCIONES............................................................................................10
3.2. BOMBAS Y COMPRESORES...................................................................................11
3.2.1. BOMBAS......................................................................................................11
3.2.2. COMPRESORES.............................................................................................11
3.3. APLICACIONES DE BOMBAS Y COMPRESORES EN LA INDUSTRIA.............................12
3.3.1. INDUSTRIA TEXTIL ........................................................................................12
3.3.2. INDUSTRIA SIDERURGICA..............................................................................12
3.3.3. SISTEMAS DE BOMBEO DE AGUAS RESIDUALES..............................................15
3.3.4. BOMBEO EN LA INDUSTRIA ALIMENTICIA.......................................................17
3.3.5. LABORATORIO..............................................................................................18
3.3.6. INDUSTRIA QUIMICA ....................................................................................18
3.3.7. INDUSTRIA PETROLERA.................................................................................20
3.3.8. APLICACONES DE COMPRESORES..................................................................24
IV. BIBLIOGRAFÍA .........................................................................................................27
3. I. INTRODUCCIÓN
La práctica industrial moderna requiere, para múltiples usos, la compresión de gases y
vapores. El accionamiento de herramientas neumáticas y mecanismos de potencia,
el enfriamiento intenso y concentrado, la limpieza, etc. son aplicaciones corrientes que
demandan aire comprimido. Otros gases deben ser comprimidos para usos médicos
(O2), extinción de incendios (CO2 y otros), soldadura (O2, argón, acetileno, butano,
etc.), domésticos (G.L.P). Por otra parte, los equipos de refrigeración requieren la
compresión de vapores.
Cuando las elevaciones de presión son reducidas (por ejemplo, que las presiones
absolutas de admisión y descarga de la máquina cumplan pdesc/padmis < 1,1), las
máquinas utilizadas son llamadas ventiladores. En esos casos, la densidad del gas suele
no variar más de de un
5%, por lo que a muchos efectos puede ser supuesto incompresible.
Cuando es relación es del orden de 1,5 a 2, es frecuente llamarlas sopladores o
soplantes. Para relaciones mayores, se llaman compresores. Se supondrá, en lo
sucesivo, que el proceso es tal que el fluido debe considerarse compresible, es decir,
que su densidad varía más de un 5 %. En las aplicaciones industriales más extendidas,
variará más de 4 ó 6 veces su valor inicial.
En la tabla siguiente se clasifica los tipos de compresores más utilizados en la industria
En los capítulos siguientes se describirá las características constructivas y de
funcionamiento de los principales tipos de compresores.
4. 4
II. RESUMEN
Muchas tareas del hogar pueden volverse fastidiosas o difíciles en ocasiones, porque
demandan un gran esfuerzo sostenido por un largo tiempo. Sin embargo, al final
terminamos agotados e insatisfechos porque la tarea no se ha completado
adecuadamente.Paraevitarestasfrustracionesesnecesariosaber qué esun compresor
de aire y su funcionamiento.
Entonces ¿qué es un compresor de aire?
Imagencortesía de Mark Hunter,en
Flickr. Un compresor de aire es una
máquinadiseñadaparatomarel aire
del ambiente —o gas, dependiendo
del uso que se le quiera dar—,
almacenarlo y comprimirlo dentro
de un tanque llamadocalderíny con
ese aire, darle potencia a otras
herramientas neumáticas o bien
realizar múltiples tareas como
hinchar neumáticos de coches y
bicicletas, limpiar o hasta rociar
pintura.
Ahora bien, no basta con sólo saberque es un compresor de aire, se debe conocer
igualmente cómo funciona un compresor de aire y cómo realizarle el mantenimiento
para que ésta pueda durar mucho tiempo y se obtenga el mayor rendimiento a esta
máquina.
Funcionamiento de compresores de aire
Imagen de Laineema, en Flickr
Las máquinas compresoras de aire,
como mencionamos anteriormente
toman aire del ambiente, lo
comprimenyluegose puede utilizar
liberándolo por un tubo flexible con
la presión regulada por un
presostato. Pero queremos
mostraros un poco más a
profundidad cómo funciona un
compresor de aire, para lo que es
necesario conocer un poco sobre las partes del compresor de aire.
Un compresor de aire está compuesto por tres grandes piezas:
El compresorque eslapiezafundamental enel funcionamientode compresores
de aire porque esel cilindroconpistónimpulsadoporunmotor eléctrico,que le
permite tomarel aire del ambiente y comprimirlo para sus subsiguientes usos.
5. El tanque de depósitotambién llamado calderín, que como su nombre lo indica
esun recipiente dondese almacenael aire comprimidoparaserutilizado luego.
El equipode controlysuministroqueeselencargadode tomarelaire comprimido
por el pistón del compresor que se ha almacenado enel calderín y mediante un
presostatocontrolarlapresiónconla que este saldráa travésde un tuboflexible
con un manómetro en su extremo.
Teniendo en cuenta el funcionamiento de compresores de aire es posible saber cómo
utilizarestasmáquinasparalasdiferentesactividadesdebricolaje quese vayanarealizar,
bien sea hinchar neumáticos, limpiar, pintar o para usar distintas herramientas
neumáticas, porque de esta manera se puede regular la presiónde aire de acuerdo a la
potencia que la herramienta necesite para funcionar.
Imagen cortesía de Pixabay
Ahora bien, una vez conocido cómo
funcionaun compresor de aire ysus
partes, se debe entender también
cómoutilizarloadecuadamente para
evitar daños a estas máquinas o
peligros a la integridad física del
usuario.Entonces,los pasosa seguir
para utilizar un compresor de aire
son:
1. Al momento de usar por primera vez un compresor de aire, se deben ensamblar las
ruedas.
2. Una vez instaladas las ruedas, se debe colocar el filtro de admisión de aire en el
compresor.
3. Luego,se debe retiraryreemplazarel tapónde transporte instaladoenlatapadel cárter,
que esel tapónque notiene orificio,porel tapónde trabajoque sícuentaconunorificio,
antes de conectar el compresor a la electricidad.
4. Antes de usar, se debe revisar el nivel de aceite en el cárter, si es primera vez que se
utiliza,se debe llenarconaceite atravésdel orificiode carga hasta el nivel indicadoenel
visor.
5. Cuando ya se ha colocado el aceite en el compresor, se debe revisar que el compresor
tenga su interruptor en posición de apagado y luego se debe enchufar a la corriente.
6. Para encenderelcompresorde aire,tansólose debehalarel interruptorhastalaposición
de encendido y para apagarlo basta con presionar el botón.
Coneste simple procedimientose lograel adecuado funcionamientode compresoresde
aire en general, aunque siempre es aconsejable leer las instrucciones en el manual que
viene con estas máquinas, antesde su primer uso o si bien, se tiene un largo tiempo sin
utilizar.
6. III. MARCO TEÓRICO
3.1. ACCESORIOS NECESARIOS PARA UN COMPRESOR.
3.1.1. GENERALIDADES.
Para funcionar correctamente y en condiciones de seguridad, tanto desde el punto de
vista de la máquina como de las demás instalaciones y de las personas, el compresor
requiere algún equipamiento adicional. La mayoría de éste es considerado como
accesorio en el sentido de no incluirse, salvo mención expresa, cuando se habla del
compresor.
Se mencionarán los principales accesorios requeridos por un compresor
reciprocante. Algunos de ellos son prescindibles o vienen incluidos en compresores de
otro tipo.
3.1.2. FILTROS.
Fundamentalmente en compresores que aspiran aire ambiente, es muy importante
filtrar el gas que ingresa al cilindro. Si arrastrara partículas sólidas, éstas al cabo de un
tiempo de funcionamiento rayarían las válvulas, trancarían sus placas, rayarían el
cilindro y pistón, podrían llegar a obstruir conductos de gas dentro del compresor y en
los intercambiadores de calor.
Los filtros que se usan deben cumplir varios requisitos:
1. Introducir poca pérdida de carga para no afectar la eficiencia ev 2 (del orden de
1 a 3 mbar cuando están limpios).
2. Tener suficiente superficie filtrante para que la vida del elemento filtrante no
seareducida. Dependiendo de la concentración de polvos en el ambiente, puede
llegar a ser necesario más de un filtro en serie.
3. Debe separar las partículas más grandes en buena proporción. Un criterio puede
ser:
a. Partículas de 2μ: extraer el 98.5 % o más.
b. Partículas de 5μ: extraer el 100 %.
4. Debe soportar las mayores diferencias de presión que puedan ocurrir sin
romperse ni abrirse rumbos (1 at para un compresor que aspire aire
atmosférico).
5. Cuando en el ambiente pueda haber gases potencialmente nocivos, cuyo
pasaje el filtro no impide, deberá estar ubicado en un lugar desde el que no se
7. los aspire. Por ejemplo, si hubiera gases de chimenea que pueden contener
azufre; con el agua del aire formarían ácidos que corroerían internamente al
compresor e instalación.
3.1.3. SILENCIADORES.
La principal fuente de ruido está constituida por las pulsaciones de presión en la
admisión. También colaboran el motor, la transmisión, las válvulas y el pasaje del gas
por llaves, válvulas y cañería de gas comprimido.
Dicho ruido se amortigua imponiendo recorridos tortuosos y longitudes adecuadas de
caños y toberas de expansión que interfieran y amortigüen las pulsaciones, además de
usar materiales que absorban las altas frecuencias. Se trata de reducir el ruido a menos
de 85 dB (A) si hay personas trabajando en las cercanías del compresor. Si éste está
aislado, se puede admitir mayor nivel acústico. Pero tampoco se deben introducir
pérdidas de carga en exceso. Los buenos silenciadores introducen una caída de presión
de 8 a 12 mbar.
3.1.4. ENFRIADOR INTERMEDIO.
Suele venir con el compresor, cuando éste es multi-etapa. El fluido refrigerante puede
ser aire o agua. Debe lograrse la más baja temperatura posible en el gas con una pérdida
de carga mínima. Además debe ser compacto y fácilmente limpiable.
Los enfriadores a base de agua suelen ser intercambiadores de tubo y carcaza. El agua
es normalmente enfriada en una torre de enfriamiento y llevada a un pozo, de donde
una bomba la impulsa hacia el enfriador.
Los enfriadores a base de aire son de tipo radiador con tubos aletados.
Las temperaturas típicas de entrada y salida de un intercambiador de calor de agua son:
* Para el gas, 140 a 170ºC de entrada, 30 a 35ºC salida.
* Para el agua, 20 a 30ºC entrada, 60 a 80ºC salida, dependiendo del caudal.
La pérdida de carga en el agua puede valer entre 0.03 y 0.04 bar; el caudal de agua
suele variar entre 2 y 3 lt/min por m3 min de gas.
3.1.5. POST-ENFRIADOR.
Se trata de un intercambiador análogo al intermedio pero suele ser un accesorio
adicional. Se utiliza para reducir la temperatura del gas comprimido a valores
aceptables que no deterioren prematuramente las juntas, cañerías o instrumentos, no
provoquen dilataciones o contracciones inadmisibles ni sean peligrosas.
También se utilizapara separar el vapor de aguau otros gases condensables quepudiera
arrastrar el gas, que de otra manera podrían condensar en la cañería posterior.
8. No es necesario que el post-enfriador lleve al gas a temperatura tan baja como el
enfriador intermedio; es admisible que a la salida esté a 40 ó 50ºC.
3.1.6. SEPARADOR DE AGUA.
Se instala en seguida del post-enfriador para separar las minúsculas gotas de agua u
otros condensados que arrastra el gas.
Suele ser de tipo ciclónico (ver Fig. 3.1); separa el agua mediante la fuerza centrífuga y
por la formación de un vórtice (o sea una zona de bajas presiones) en su parte central.
Debe ser purgado periódicamente o tener una purga que opere automáticamente.
Si bien los separadores tienen una eficiencia alta, hay casos en los que se debe eliminar
totalmente lahumedad del gas a través de una sustanciaadsorbente o absorbente. Para
operación continua, se disponen dos columnas de dicha sustancia desecante; mientras
el gas pasa por una se está regenerando la sustancia de la otra. Estos desecadores se
instalan luego del recibidor, para que trabajen con un gas sin pulsaciones y para
aprovechar que en el tanque se condensa buena cantidad de agua. Otro método, muy
eficaz pero de alto costo inicial, consiste en refrigerar el gas comprimido. Al descender
la temperatura por debajo del punto de rocío, condensan los vapores de agua y aceite
arrastrados, con lo que son separables por los medios anteriormente citados.
Si el consumo de gas es sensiblemente constante, el separador se instala luego del
depósito recibidor, para prolongar eltiempo entre descargas oregeneraciones.Si es muy
variable, se instala antes.
9. 3.1.7. DEPÓSITO RECIBIDOR.
Su función es almacenar el gas para minimizar las variaciones de presión del sistema y
reducir la frecuencia de los ciclos de carga del compresor. Además completa el
enfriamiento y permite recolectar más agua y eventualmente aceite que estuvieran en
suspensión en el gas, al enfriar y bajar la velocidad.
Se acostumbra diseñarlo para suministrar el gas comprimido durante un tiempo
especificado con la presión no descendiendo por debajo de cierto valor también
especificado.
El tanque recibidor debe tener una tapa de inspección, un manómetro y un drenaje en
la parte inferior para ser accionado periódicamente o en forma automática. Para ayudar
en la separación de condensables, conviene que la entrada sea por la parte inferior y la
salida por la parte superior. Debe ser sometido a una prueba hidráulica a 1.5 veces la
mayor presión de servicio o lo que indiquen las ordenanzas pertinentes.
3.1.8. CAÑERÍAS.
La cañería de admisión del gas a los cilindros tiene que cumplir más de un requisito:
i. Introducir poca pérdida de carga, en la medida de lo posible, para no
disminuir el valor de ev2.
10. ii. Amortiguar las pulsaciones u ondas de presión inaceptables. el
funcionamiento alternativo del compresor puede excitar frecuencias que,
si son frecuencias naturales de resonancia de las cañerías, pueden tener
efectos destructivos o por lo menos molestos (ruido). Además, pueden
dificultar el control. En caso de que las cañerías sean de longitudes tales que
provoquen resonancias acústicas, se pueden instalar resonadores de
Helmholtz o, más simplemente aunque introduciendo mayor pérdida de
carga, alguna placa orificio.
3.1.9. VÁLVULAS DE SEGURIDAD.
Tiene como función proteger contra sobrepresiones que pudieran provocar daños en el
compresor o instalaciones o atentar contra la seguridad. Deben colocarse tan cerca del
cilindro de descarga del compresor como sea posible, y en todos los casos antes
de cualquier parte del circuito de gas en que haya una remota posibilidad de
obstrucción. Incluso puede haber una válvula de seguridad entre etapas para proteger la
etapa de baja.
Deben estar reguladas a una presión por encima de la máxima presión de trabajo (por
ejemplo al 110 % de ésta) y diseñadas para evacuar el caudal total del compresor a la
presión de regulación.
3.1.10. PROTECCIONES.
Para asegurar el correcto funcionamiento del compresor se debe asegurar que no
se interrumpan la lubricación ni el enfriamiento. Además conviene tener una
advertencia lo más rápido posible de cualquier defecto que se produjera, antes que éste
origine una rotura. A tal efecto se pueden instalar diversos sensores:
Sensor de presión de aceite en los sistemas de lubricación presurizados, que es
un presostato que actúa al llegar a la presión regulada; puede tener dos niveles
de actuación (dos presiones con distintas salidas): alarma y corte.
Sensor de nivel de aceite, que debe dar una señal de advertencia cuando el nivel
de aceite sea peligrosamente bajo; también puede ser de dos niveles. En los
compresores pequeños se lo sustituye por un simple visor.
Sensor de flujo de agua de enfriamiento, que no permite la marcha del
compresor si no hay agua circulando o si el caudal es insuficiente.
Sensores de temperatura del gas, de los cuales debería haber por lo menos uno
a la salida del compresor y preferiblemente uno en la descarga de cada
11. etapa. Proporcionan una indicación indirecta de algún desperfecto interior, que
puede ser principalmente en válvulas de descarga ó en aros. El elemento
sensor (bulbo o termocupla) debe estar situado en el centro de la corriente
gaseosa, donde las mayores velocidades y la turbulencia aseguran una buena
transferencia de calor.
3.2. BOMBAS Y COMPRESORES
3.2.1. BOMBAS
Siempre que tratemos temas como procesos químicos, y de cualquier circulación de
fluidos estamos, de alguna manera entrando en el tema de bombas.
El funcionamiento en sí de la bomba será el de un convertidor de energía, o sea,
transformara la energía mecánica en energía cinética, generando presión y velocidad en
el fluido.
Existen muchos tipos de bombas para diferentes aplicaciones.
Los factores más importantes que permiten escoger un sistema de bombeo adecuado
son: presión última, presión de proceso, velocidad de bombeo, tipo de gases a bombear
(la eficiencia de cada bomba varía según el tipo de gas).
Las bombas se clasifican en tres tipos principales:
1. De émbolo alternativo
2. De émbolo rotativo
3. Rotó dinámica
3.2.2. COMPRESORES
Un compresor es una máquina que eleva la presión de un gas, un vapor o una mezcla de
gases y vapores. La presión del fluido se eleva reduciendo el volumen específico del
mismo durante su paso a través del compresor. Comparados con turbo soplantes y
ventiladores centrífugos o de circulación axial, en cuanto a la presión de salida, los
compresores se clasifican generalmente como máquinas de alta presión, mientras que
los ventiladores y soplantes se consideran de baja presión.
Los compresores se emplean para aumentar la presión de una gran variedad de gases y
vapores para un gran número de aplicaciones. Un caso común es el compresor de
aire, que suministra aire a elevada presión para transporte, pintura a pistola,
inflamiento de neumáticos, limpieza, herramientas neumáticas y perforadoras. Otro es
el compresor de refrigeración, empleado para comprimir el gas del vaporizador. Otras
aplicaciones abarcan procesos químicos, conducción de gases, turbinas de gas y
construcción.
12. 3.3. APLICACIONES DE BOMBAS Y COMPRESORES EN LA
INDUSTRIA
3.3.1. INDUSTRIA TEXTIL
Las bombas de fábricas textiles manejan colorantes, agua, sulfuros de carbono, ácidos,
sosa cáustica, sosa comercial, acetatos, solventes, decolorantes, alcoholes, sales,
peróxidos de hidrógeno, sales, engomado y butano.
Se usan muchas bombas de medición y dosificación en las aplicaciones textiles
para manejar las soluciones de decolorantes, control de pH del agua de lavado de las
fibras sintéticas, control de color en el teñido, carbonización de la lana, etc.
3.3.2. INDUSTRIA SIDERURGICA
Las principales aplicaciones dentro de la industria siderúrgica son: enfriamiento de
molinos, enfriamiento de hornos, servicios de suministro de agua, remoción de escoria
en los lingotes, etc.
El proceso de remoción de escoria mediante el impacto de un chorro de agua, requiere
bombas con presiones superiores a las 1,800 lb/plg2 las cuales pueden descargar
directamente o bien a través de una cámara de compensación.
Debido aque la industria siderúrgicatiene procesos continuos serequieren más bombas
duraderas lo cual obliga al fabricante a usar materiales de alta resistencia.
13. REFRIGERACIÓN
Los fluidos que se manejan para refrigeración son salmueras, agua, freones, amoniaco,
etano, propano, etc. El manejo de los mismos requiere construcciones especiales.
Las bombas de salmuera están construidas totalmente de hierro, si manejan salmuera
de cloruro de calcioy totalmente de bronce si está es de cloruro de sodio. Las bombas
que trabajan esa salmuera a baja temperatura generalmente están aisladas concorcho
granulado.
Las bombas usadas en los refrigeradores domésticos, son unidades herméticas
acopladas directamente a motores eléctricos; sus características fundamentales, son la
confiabilidad de servicio con mantenimiento nulo, y funcionamiento silencioso que se
logran debido a una fabricación muy cuidadosa.
El equipo completo de un refrigerador incluye:
1. Evaporador:
Provee la superficie de calefacción necesaria para transferir el calor del
espacio por enfriar al refrigerante.
2. Línea de succión:
Conduce el vapor de baja presión del evaporador.
3. Compresor:
Mediante el bombeo aumenta la presión y temperatura del vapor.
4. Línea de descarga:
Conduce el vapor de alta presión del comprensor al condensador.
5. Condensador:
Provee la superficie de calefacción necesaria para que el calor fluya del
refrigerante al medio del condensador.
6. Válvula de control de flujo:
La bomba del comprensor está suspendida por medio de resortes y sumergida
en aceite a fin de asegurar su lubricación permanente y un funcionamiento lo
más silencioso posible,
Una amplia gama de bombas multicelulares para el trasiego de agua, lubricantes de
refrigeración y otros líquidos en sistemas industriales y de procesos.
14. La tecnología de frío desarrollada se materializa en las unidades compresoras de
tornillo de diseño y construcción propia.
FRIGO-COMET ha diseñado equipos de aplicación en el frío industrial, como
evaporadores de amoníaco, túneles de congelación continua tanto lineal como espiral,
fábrica de hielo, tanque de congelación en salmuera para pescados pelágicos y
langostinos. Equipos de atmósfera controlada, aire acondicionado, secaderos de
bacalao, secaderos de embutidos, secadero de jamones etc., así como unidades
complementarias de las instalaciones frigoríficas como recipientes separadores, etc...
En este campo de refrigeración tenemos varios servicios adicionales para cubrir las
necesidades de una planta de proceso.
Esquema de compresor
FRIGO-COMET,sigueavanzando en los servicios que aportamos anuestros clientes,para
lo cual ha puesto en marcha el departamento SATYR (Servicio de Asistencia Técnica Y
Reparaciones).
Entre sus cometidos más importantes tenemos:
• Inspección técnica y evaluación del estado de la instalación.
• Servicio de mantenimiento preventivo.
• Suministro de repuestos y equipos frigoríficos.
• Suministros de refrigerantes de cualquier tipo.
• Suministros de aceite frigoríficos tanto minerales como sintéticos.
15. • Suministros de gases técnicos.
• Mano de obra especializada con alta cualificación y experiencia.
• Servicios a cualquier parte del mundo.
BOMBEO DE GAS
Debido a que su consumo ha aumentado tremendamente, se necesita bombearlo a
través de grandes distancias. Desde los pozos el gas llega por bombeo a las plantas de
absorción en donde es tratado a fin de separar impurezas tales como ácidos
sulfhídrico, bióxido de carbono, y substancias condensables, obteniéndose el gas
seco.
Para bombear el gas emplean motores de gas provistos de pistones reciprocantes que
trabajan en ángulo recto o a 180º
3.3.3. SISTEMAS DE BOMBEO DE AGUAS RESIDUALES
Las bombas que manejan aguas residuales tanto en pequeños sistemas industriales
como en los grandes de bombeo de aguas negras de las ciudades, son bombas
centrífugas con impulsores de flujo mixto o de flujo axial que pueden manejar gastos
elevados con presiones moderadas.
El desalojo de aguas negras de las grandes ciudades se puede efectuar por gravedad o
bombeo. La ventaja de este procedimiento reside en que no ocasiona costos altos de
mantenimiento, aunque los costos de construcción suelen ser elevados.
Fig10
16.
17. 3.3.4. BOMBEO EN LA INDUSTRIA ALIMENTICIA
Generalmente las bombas para el manejo de alimentos o “bombas sanitarias” como
también se las conoce, deben tener características especiales que no son necesarias
en otros tipos de servicio. Para esta aplicación específica, las bombas sanitarias deben
reunir las características siguientes:
a) Gran resistencia a la corrosión.
b) No deben producir espuma o triturar los alimentos.
c) Deben ser fáciles de limpiar interiormente
d) Poseer un sistema de lubricación totalmente estanco.
e) Tener el menor número de partes que se desgasten durante su funcionamiento.
f) Sus empaques deben estar totalmente sellados del lado interior de la carcasa.
g) Las superficies interiores de las carcasas deben ser tersas y sin esquinas.
Las bombas generalmente están hechas de acero inoxidable, monel, aluminio, hierro,
cristal, porcelana u otras aleaciones especiales, las tuberías y accesorios son de acero
inoxidable, aleaciones de níquel, hule duro, cristal o plástico.
Dichas bombas suelen ser centrífugas, rotatorias o reciprocantes y se fabrican en una
gran variedad de tipos, según el fluido a manejar.
BOMBAS CENTRÍFUGAS
Para evitar que las aletas del impulsor dañen la apariencia de los alimentos, las
bombas de esta clase tienen impulsores con sólo una o dos de ellas y, a menudo, se
fabrican con el impulsor del tipo “caracol”, sin aletas. Estas últimas pueden manejar
suavemente y sin maltratar los alimentos tales como las manzanas, naranjas, fresas,
18. maíz, ostiones, camarones, huevo, aceitunas, jugos de frutas, etc. Para alimentos que
contienen pocos sólidos tales como el jugo de caña, purés, aceites vegetales se
usan bombas centrífugas normales, aunque de materiales que no los contaminen.
Cuando se trata del bombeo de líquidos en el cual no debe ningún contacto con
metales, se utilizan bombas de tubo flexible.
3.3.5. LABORATORIO
La industria farmacéutica, es una de las que tienen los más altos índices de crecimiento.
Para sus procesos utiliza gran variedad de bombas las que incluyen bombas de
vacío, comprensoras, bombas para substancias químicas, agua tratada, vapores, gases
licuados, etc.
3.3.6. INDUSTRIA QUIMICA
La industria química es la que presenta problemas de bombeo más complejos y la que
requiere bombas para manejar substancias de diferente naturaleza.
Las materias primas en estado líquido generalmente son abastecidas en carros tanque
de donde deben bombearse a través de las diferentes partes del sistema de tubería.
Dichos líquidos tienen distinta composición química.
Existen diseños especiales para bombear metales fundidos y para manejar substancias
con sólidos en suspensión, tales como pulpas químicas, residuos de cinc, dolomita,
bauxita, etc.
19. Dentro del campo de las bombas rotatorias, son muy conocidas las bombas de tornillo
simple, para gran variedad de productos cáustico,ácidos,colorantes, solventes,jabones,
látex, resinas, etc.
Las bombas de volumen controlado, de medición y de dosificación se usan en procesos
químicos y metalúrgicos para inyectar pequeñas cantidades de líquido.
Para gastos mayores, las bombas de diafragma de diferentes diseños tienen gran
aceptación.
Las bombas de diafragma accionadas por aire, tienen gran demanda en las plantas
químicas y metalúrgicas para manejar lodos, licores, ácidos, productos cristalinos, etc.
Las bombas reciprocantes mayores, son generalmente unidades del tipo de émbolo,
construidas de aleaciones especiales, porcelanas, hule duro, etc. Algunas bombas están
provistas de cilindros resistentes al ácido, de porcelana y tienen émbolos del mismo
material. Las aplicaciones incluyen el manejo de ácidos, pinturas, abrasivos, etc.
BOMBAS DE CRISTAL
Estas manejan una gran variedad de ácidos, jugos de fruta, leche. En la siguiente figura
se observa una para bombeo de ácido sulfúrico.
El cristal resiste todos los ácidos y compuestos químicos, excepto el ácido
fluorhídrico y el ácido fosfórico glacial. Las bombas de cristal no se recomiendan para
manejar soluciones alcalinas.
20. En textos especializados de ingeniería química, deberán estudiarse todas las posibles
aplicaciones de las bombas para las diferentes substancias.
Bombas de cristal para bombeo de ácido sulfúrico
3.3.7. INDUSTRIA PETROLERA
Las bombas que se usan en la industria petrolera se dividen en 8 grupos:
perforación, producción, transporte, refinería, fracturación, pozos submarinos,
portátiles y de dosificación.
En perforación, se usan las llamadas bombas de lodo, como la que se muestra en la
figura 221. Estas bombas son casi siempre del tipo reciprocante. Deben desarrollar
presiones altas a veces, superiores a los
200 kg/cm2. El lodo de perforación que manejan estas bombas pesaentre 2 y 20 kg/litro.
En producción se usan cuatro tipos de sistemas de bombeo para extraer el crudo
de los pozos de producción y descargarlo a nivel del suelo: sistema de cilindro de
succión, sistema hidráulico, sistema sumergible y sistema de elevación por gas. Hay
algunos pozos que no necesitan bombeo ya que es suficiente la presión del crudo.
Eltransporte de líquidos en laindustria petrolera se hacea través de miles de kilómetros
en el mundo entero, tanto en oleoductos, petróleo ductos propiamente dichos y
gasoductos. En ciertos casos el ducto puede servir para transportar diferentes fluidos.
Las estaciones de bombeo están instaladas a intervalos adecuados, a lo largo del
ducto, pues aun en terreno plano, las cargas de fricción son grandes y se requieren
bombas de alta presión.
21. Durante todo el año las bombas de estos oleoductos estánexpuestas agrandes cambios
de temperatura. Este problema y el de las grandes presiones requieren que se usen
bombas de diseños especiales como los que se muestran en la figura 224.
La bomba vertical enlatada es un tipo que ha venido teniendo mucha aplicación. Con
este tipo de bombas, el fluido que circula en la tubería entra en una “lata” donde se
puede incrementar grandemente su presión mediante una bomba de varios pasos.
Tiene también la ventaja de que sus características de succión son mucho mejores para
líquidos que como los de la industria petrolera o petroquímica tienen presiones en
aeropuertos para bombear combustible a los aviones, con lo cual se reduce el peligro
de descargas eléctricas estáticas.
Bombas de lodos de 2 cilindros accionados por gas.
Planta de bombeo
BREVE RESUMEN DE LA PLANTA DE PETROPERU
Las bombas (pistón), la cual su metalurgia es de acuerdo al tipo de fluido, subsiona el
agua de mar (8,000 gl/min. Cada una), luego impulsa los fluidos a través de una tubería
(20” diám.) que luego fluye hacia otra bomba (dosificadora), de la cual fluye agua pura;
pero antes de ello pasa por la planta de ósmosis (separa el agua pura del resto del agua
de mar, cloruro de sodio, impurezas, etc.) seguidamente fluye hacia un tanque en el
cual también se encuentra una bomba, luego sigue fluyendo hacia un tanque de
alimentación hasta llegar a las calderas las cuales tienen su bomba adicional y unas
compresoras que emiten flujos de aire; luego del proceso a través de la tubería fluye
22. vapor, los cuales llegan hacia las unidades de destilación de petróleo
(intercambiadores) y por último, se obtiene nafta, diesel, kerosene, etc..
Los compresores se ubican en las calderas, intercambiadores, torres de enfriamiento,
etc.
23.
24. 3.3.8. APLICACONES DE COMPRESORES
Pérdida de Presión en un Circuito Automático.
No todas las caídas de presión son malas. En la figura siguiente hay un diagrama que
ilustra una técnica importante utilizada en la automación de circuitos, y aplicada en
neumática e hidráulica. Cuando el cilindro de la Fig.1-26 llega a su posición de trabajo,
una señal eléctrica es obtenida para poner en funcionamiento la próxima operación en
un ciclo automático.
Nuestra descripción comienza con plena presión disponible en la bomba o compresor,
pero con la válvula de control cerrada, de manera que el cilindro se encuentra retraído
El primer manómetro indica 100 PSI (7Kg/cm2). Las dos restantes indican 0. El
presostato está ajustado a 80 PSI.
Con la válvula abierta, el fluido se dirige al cilindro. La restricción representa la pérdida
de carga de una tubería.
25. Cuando el fluido comienza a circular, una pérdida de presión es generada, y esta
ilustrada por la lectura de los sucesivos manómetros. El cilindro se desplaza libremente,
requiriendo solamente 20PSI para moverse; el remanente de presión disponible es
consumido a lo largo de la línea.El presostato ajustado a 80 PSI no seconmuta mientras
el cilindro hace su carrera libre.
Cuando elcilindro llegaalfinalde sucarrera o a un tope positivo el movimiento de fluido
cesa y en la cámara del cilindro (y en el presostato) la presión alcanza su valor máximo
100 PSI. Una señal eléctrica procedente del presostato comandará la siguiente función
de un ciclo automático.
Las aplicaciones
Incluyen:
• Plantas químicas
• Aplicaciones submarinas
• Industrias de procesamiento
• Producción de pilas eléctricas
• Producción y aplicación de gases inertes
• Refrigeración
• Compresión de biogás
• Sistemas de aire a presión para disyuntores eléctricos de alta potencia
• Pruebas de presión de componentes
• Pruebas de airbags para el sector de la automoción
• Soplado de botellas de P.E.T.
• Soplado de recipientes de aluminio
• Arranque de motores y turbinas de gas
