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Departamento de Ingeniería de Sistemas
Cursos Especiales de Grado
Área de Automatización y Control de Procesos Industriales
Instrumentación y Control Industrial
Controladores de Presión
Unidad III: Aplicaciones de Control
Profesor: Bachilleres:
Ing. Edgar Goncalves Carvajal Pérez, Argenis Coromoto Jr. C.I 20.616.686
Contreras Campos, Miguel José C.I 20.916.310
Equipo RTU
Maturín, Febrero 2016
ÍNDICE
Contenido
INTRODUCCIÓN..................................................................................................................1
MARCO TEÓRICO ...............................................................................................................2
1.- Presión ......................................................................................................................2
2.- Válvulas de presión...................................................................................................2
3.- Controladores de presión..........................................................................................3
4.- Tipos de controladores de presión ............................................................................4
5.- Elementos que componen un controlador de presión...............................................4
6.- Uso de los controladores de presión .........................................................................5
DISCUSIÓN ...........................................................................................................................6
CONCLUSIONES..................................................................................................................8
REFERENCIAS .....................................................................................................................9
1
INTRODUCCIÓN
Desde la vida cotidiana hasta en el campo industrial, se hace necesario contar con
instrumentos y/o herramientas que sean capaces de medir o controlar variables, de forma
que se pueda mantener estable un sistema. Los controladores o también conocidos como
reguladores, tienen un papel muy importante en los procesos automatizados ya que
permiten el control de magnitudes físicas como por ejemplo la temperatura, presión, nivel,
flujo, etc.
Los controladores de presión se encargan de mantener la presión de un sistema de forma
constante, con respecto a su funcionamiento se deja entrar una cierta cantidad de flujo
(puede ser aire o agua), la cual tiene como característica principal ser mayor a la salida
regulada que se obtendrá, este elemento además posee ciertas definiciones arraigadas,
especificaciones y formas de trabajo que se describirán a continuación junto con la
implementación de este componente en el sector avícola, con el objeto de tener una mejor
comprensión del tema.
2
MARCO TEÓRICO
1.- Presión [1]
La palabra “presión”, cuando es usada en conjunto con sistemas mecánicos e
hidromecánicos, tiene dos usos diferentes. Uno es técnico; el otro; no técnico. Estos dos
usos pueden ser fácilmente distinguidos entre sí por la presencia o ausencia de un número.
En el uso técnico, un número siempre acompaña a la palabra “presión”. En el uso no
técnico, ningún número está presente. Estas definiciones son explicadas con más detalles a
continuación.
Técnico. El número que acompaña a la presión contiene información específica acerca
de la fuerza significativa de la fuerza que es aplicada. La magnitud de esta fuerza aplicada
es expresada como el valor al cual la fuerza es distribuida sobre el área sobre la cual está
siendo aplicada. Así, libras por pulgada cuadrada (psi) expresan una relación de presión
como las millas por hora (mph) expresan velocidad. Un ejemplo de esto es: “El sistema
hidráulico en el avión UH-1 funciona a 1500 psi”.
No técnico. La palabra “presión”, cuando es usada en el sentido no técnico indica que
una cantidad no especificada de fuerza es aplicada a un objeto. Frecuentemente adjetivos
tales como liviano, medio o pesado son usados para quitar algo de la vaguedad
concerniente a la magnitud de la fuerza aplicada.
2.- Válvulas de presión [2]
Estas válvulas influyen principalmente sobre la presión, o están acondicionadas al valor
que tome la presión. Se distinguen:
 Válvulas de regulación de presión: tienen la misión de mantener constante la
presión en la instalación neumática, es decir, transmitir la presión ajustada a los
elementos de trabajo, aunque se produzcan fluctuaciones en la presión de la red.
3
 Válvulas de limitación de presión: estas válvulas se utilizan sobre todo, como
válvulas de seguridad (válvulas de sobrepresión). No admiten que la presión en
el sistema sobrepase un valor máximo admisible. Al alcanzar en la entrada de la
válvula el valor máximo de presión, se abre la salida y el aire sale a la atmosfera,
la válvula permanece abierta, hasta que el muelle incorporado, una vez alcanzada
la presión ajustada en función de la característica del muelle, cierra el paso.
 Válvulas de secuencia: es parecida a la de seguridad, se diferencian en que ésta
actúa mediante pilotaje externo. Tiene la misión de dar continuidad a las señales
cuando se producen unas determinadas condiciones.
3.- Controladores de presión [3]
Los controladores de presión tienen la misión de mantener constante la presión de
trabajo con independencia de las variaciones de presión red general. La presión de entrada
es siempre mayor que la presión de salida.
La válvula de presión regula la presión de salida, presión secundaria mediante una
membrana que actúa sobre una válvula que comunica entrada y la salida de aire. La
apertura o cierre de la válvula es debida a interacción de dos esfuerzos sobre la membrana,
en una parte a la acción de un muelle regulable por un tornillo de ajuste, y en la otra a la
acción la presión de salida.
Al aumentar la presión de salida, la membrana se mueve venciendo la fuerza del muelle,
por lo que la sección de paso en la válvula varía de modo continuo o se cierra por completo,
regulándose la presión de salida a través del caudal que circula. Al consumirse aire,
desciende la presión y la fuerza del muelle hace que se abra la válvula. La regulación de la
presión de salida implica un constante abrir y cerrar la válvula.
4
Figura 1: Controlador de Presión (Fuente: [4])
4.- Tipos de controladores de presión [4]
Según Guillén, A (2006) existen dos tipos de controladores de presión:
 De tres vías, con escape.
 De dos vías, sin escape.
Si estando la válvula cerrada aumentase la presión de salida debido, por ejemplo, a la
disminución del volumen de la instalación neumática, en el regulador de tres vías este
aumento de presión es purgado al exterior por el orificio de escape. En el regulador de dos
vías debe aparecer un consumo de aire por parte de la instalación con el fin de que se rebaje
la presión.
Por esta razón los reguladores de tres vías actúan también como válvulas de seguridad
ya que en la instalación no puede haber nunca una presión superior a la dada por el
regulador.
5.- Elementos que componen un controlador de presión [4]
En esencia un regulador está compuesto por tres elementos:
 Restrictor: orificio de la válvula y tapón.
 Sensor: diafragma y conductos.
5
 Elemento de Carga: Resorte, gas comprimido o gas regulado suministrado por
un piloto.
6.- Uso de los controladores de presión [5]
Los controladores de presión se utilizan para diversos fines:
 Gas canalizado: La presión de distribución es conveniente que sea alta para
reducir el volumen del gas en el transporte y debe ser más alta que la requerida
para el uso doméstico para garantizar ese mínimo: se utiliza un manorreductor.
 Gas combustible: La presión de la bombona de combustible baja según se vacía
o cambia la temperatura ambiente. Para que la presión en el aparato (cocina,
calentador) sea la correcta, la de la bombona se reduce a una presión fija más
baja.
 Suministro de agua domiciliaria y riego: La presión directa del suministro de
agua puede ser excesiva y normalmente varía según los horarios (mayor o menor
consumo general), de una localidad a otra o por otros motivos. Para evitar daños
y dar una regulación homogénea se utiliza un manorreductor previo a la
instalación de suministro.
 Buceo: La presión directa de la botella de aire afectaría la salud del buzo a
términos mortales.
6
DISCUSIÓN
Ya una vez descrito y comprendido sobre los términos, funcionamientos y elementos del
tema en cuestión, se puede proceder a la aplicación de los controladores de presión en el
sector avícola, específicamente en la propuesta de proyecto del equipo RTU, la cual tiene
como objetivo el diseño de un sistema de supervisión y control automatizado de ambiente
convencional y alimentación de pollos de engorde en Venezuela.
Ahora bien, para la aplicación de este instrumento primero hay que detectar los lugares o
mecanismos en que pueda ser útil su uso, de esta forma, sabiendo que un controlador de
presión no es más que un instrumento o herramienta que se utiliza a fin de mantener una
presión estable en un sistema, se puede integrar su uso en los sistemas de bebederos ya que
es aquí en donde pueden surgir cambios bruscos de presión de agua que puedan dañar el
sistema de puntas de niple con el cual se piensa trabajar.
El hecho de trabajar con agua implica que hay una presión en las tuberías, y siendo el
sistema de bebederos de niple un instrumento tan delicado, hay que mantener dicha presión
de fluido de agua de forma estable, otra de las razones por las cuales hay que implementar
este instrumento es que bien sabido que la presión directa del suministro de agua puede ser
excesiva y normalmente varía según los horarios de una localidad o por otros motivos
arraigados al mismo.
Con la implementación de este dispositivo se podrá asegurar la integridad de los
materiales relacionados con el flujo de agua hacia los pollos, y al mismo tiempo eliminar
cualquier tipo de goteo que se pueda dar a través de los niples por exceso de presión, con
ello se evitará que el ambiente se humedezca y como consecuencia se pueda crear un estado
insatisfactorio de estrés en los pollos que haga aumentar la tasa de mortalidad de estas aves
trayendo así pérdidas para el avicultor.
El dispositivo encargado de llevar acabo tal acción, es bastante común en los sistemas de
bebederos de este tipo de galpones de cría de pollos, y además cabe mencionar que en la
actualidad es posible encontrarlo en Venezuela a pesar de la situación de escases de
productos que se ve en el país.
7
Para conseguir dicho controlador, se puede navegar por internet y buscar en sitios de
ventas de productos online como mercadolibre u olx. En la Figura 2 y 3 se presenta un
controlador de presión de agua para los sistemas de bebederos de tipo niple, el cual puede
ser implementado en el diseño de la propuesta sin inconveniente alguno.
Figura 2: Vista lateral de controlador de presión de sistema de bebedero de tipo niple
(Fuente: https://tinaco.olx.com.ve/regulador-de-presion-para-bebederos-de-niple-iid-
854172039)
Figura 3: Vista frontal de controlador de presión de sistema de bebedero de tipo niple
(Fuente: https://tinaco.olx.com.ve/regulador-de-presion-para-bebederos-de-niple-iid-
854172039)
8
CONCLUSIONES
De acuerdo a lo investigado, un controlador de presión tiene la finalidad de mantener
estable la presión de un sistema, este instrumento tiene incorporado válvulas que pueden
hacer que el regulador expulse aquellos flujos sobrantes del mecanismo, tal proceso es muy
importante para que el sistema se mantenga con los resultados esperados.
Por otro lado, el controlador se compone de una serie de elementos como lo son el
restrictor (orificio de la válvula), sensor (diafragma y conducto), y el elemento de carga
(resorte), todos ellos trabajando en conjunto para asegurar de que nunca haya una presión
superior a la dada por el regulador.
9
REFERENCIAS
[1] Sapiensman (2005). Conceptos Básicos de Neumática e Hidráulica. Extraído el 17 de
febrero del 2016 desde:
http://www.sapiensman.com/neumatica/neumatica_hidraulica.htm.
[2] Martínez, J y Otros. (2003). Tecnología. [Libro en línea]. Santiago de Chile: Editorial
Mad S.L. Extraído el 17 de febrero del 2016 desde:
https://books.google.co.ve/books?id=r32D3siDbgsC&pg=PA248&lpg=PA248&dq=Los
+controladores+de+presi%C3%B3n+tienen+la+misi%C3%B3n+de+mantener+constant
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si%C3%B3n%20de%20trabajo%20con&f=false.
[3] Guillén, A (2006). Neumática. Extraído el 17 de febrero del 2016 desde:
http://www.guillesime.galeon.com/index_archivos/Page780.htm.
[4] Rendón, J (2006). Reguladores de presión. Extraído el 17 de febrero del 2016 desde:
http://www.gas-training.com/files/Reguladoresdepresion.pdf.
[5] Wikipedia (2015). Manorreductor. Extraído el 17 de febrero del 2016 desde:
https://es.wikipedia.org/wiki/Manorreductor.

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Controladores de presión

  • 1. Universidad de Oriente Núcleo de Monagas Departamento de Ingeniería de Sistemas Cursos Especiales de Grado Área de Automatización y Control de Procesos Industriales Instrumentación y Control Industrial Controladores de Presión Unidad III: Aplicaciones de Control Profesor: Bachilleres: Ing. Edgar Goncalves Carvajal Pérez, Argenis Coromoto Jr. C.I 20.616.686 Contreras Campos, Miguel José C.I 20.916.310 Equipo RTU Maturín, Febrero 2016
  • 2. ÍNDICE Contenido INTRODUCCIÓN..................................................................................................................1 MARCO TEÓRICO ...............................................................................................................2 1.- Presión ......................................................................................................................2 2.- Válvulas de presión...................................................................................................2 3.- Controladores de presión..........................................................................................3 4.- Tipos de controladores de presión ............................................................................4 5.- Elementos que componen un controlador de presión...............................................4 6.- Uso de los controladores de presión .........................................................................5 DISCUSIÓN ...........................................................................................................................6 CONCLUSIONES..................................................................................................................8 REFERENCIAS .....................................................................................................................9
  • 3. 1 INTRODUCCIÓN Desde la vida cotidiana hasta en el campo industrial, se hace necesario contar con instrumentos y/o herramientas que sean capaces de medir o controlar variables, de forma que se pueda mantener estable un sistema. Los controladores o también conocidos como reguladores, tienen un papel muy importante en los procesos automatizados ya que permiten el control de magnitudes físicas como por ejemplo la temperatura, presión, nivel, flujo, etc. Los controladores de presión se encargan de mantener la presión de un sistema de forma constante, con respecto a su funcionamiento se deja entrar una cierta cantidad de flujo (puede ser aire o agua), la cual tiene como característica principal ser mayor a la salida regulada que se obtendrá, este elemento además posee ciertas definiciones arraigadas, especificaciones y formas de trabajo que se describirán a continuación junto con la implementación de este componente en el sector avícola, con el objeto de tener una mejor comprensión del tema.
  • 4. 2 MARCO TEÓRICO 1.- Presión [1] La palabra “presión”, cuando es usada en conjunto con sistemas mecánicos e hidromecánicos, tiene dos usos diferentes. Uno es técnico; el otro; no técnico. Estos dos usos pueden ser fácilmente distinguidos entre sí por la presencia o ausencia de un número. En el uso técnico, un número siempre acompaña a la palabra “presión”. En el uso no técnico, ningún número está presente. Estas definiciones son explicadas con más detalles a continuación. Técnico. El número que acompaña a la presión contiene información específica acerca de la fuerza significativa de la fuerza que es aplicada. La magnitud de esta fuerza aplicada es expresada como el valor al cual la fuerza es distribuida sobre el área sobre la cual está siendo aplicada. Así, libras por pulgada cuadrada (psi) expresan una relación de presión como las millas por hora (mph) expresan velocidad. Un ejemplo de esto es: “El sistema hidráulico en el avión UH-1 funciona a 1500 psi”. No técnico. La palabra “presión”, cuando es usada en el sentido no técnico indica que una cantidad no especificada de fuerza es aplicada a un objeto. Frecuentemente adjetivos tales como liviano, medio o pesado son usados para quitar algo de la vaguedad concerniente a la magnitud de la fuerza aplicada. 2.- Válvulas de presión [2] Estas válvulas influyen principalmente sobre la presión, o están acondicionadas al valor que tome la presión. Se distinguen:  Válvulas de regulación de presión: tienen la misión de mantener constante la presión en la instalación neumática, es decir, transmitir la presión ajustada a los elementos de trabajo, aunque se produzcan fluctuaciones en la presión de la red.
  • 5. 3  Válvulas de limitación de presión: estas válvulas se utilizan sobre todo, como válvulas de seguridad (válvulas de sobrepresión). No admiten que la presión en el sistema sobrepase un valor máximo admisible. Al alcanzar en la entrada de la válvula el valor máximo de presión, se abre la salida y el aire sale a la atmosfera, la válvula permanece abierta, hasta que el muelle incorporado, una vez alcanzada la presión ajustada en función de la característica del muelle, cierra el paso.  Válvulas de secuencia: es parecida a la de seguridad, se diferencian en que ésta actúa mediante pilotaje externo. Tiene la misión de dar continuidad a las señales cuando se producen unas determinadas condiciones. 3.- Controladores de presión [3] Los controladores de presión tienen la misión de mantener constante la presión de trabajo con independencia de las variaciones de presión red general. La presión de entrada es siempre mayor que la presión de salida. La válvula de presión regula la presión de salida, presión secundaria mediante una membrana que actúa sobre una válvula que comunica entrada y la salida de aire. La apertura o cierre de la válvula es debida a interacción de dos esfuerzos sobre la membrana, en una parte a la acción de un muelle regulable por un tornillo de ajuste, y en la otra a la acción la presión de salida. Al aumentar la presión de salida, la membrana se mueve venciendo la fuerza del muelle, por lo que la sección de paso en la válvula varía de modo continuo o se cierra por completo, regulándose la presión de salida a través del caudal que circula. Al consumirse aire, desciende la presión y la fuerza del muelle hace que se abra la válvula. La regulación de la presión de salida implica un constante abrir y cerrar la válvula.
  • 6. 4 Figura 1: Controlador de Presión (Fuente: [4]) 4.- Tipos de controladores de presión [4] Según Guillén, A (2006) existen dos tipos de controladores de presión:  De tres vías, con escape.  De dos vías, sin escape. Si estando la válvula cerrada aumentase la presión de salida debido, por ejemplo, a la disminución del volumen de la instalación neumática, en el regulador de tres vías este aumento de presión es purgado al exterior por el orificio de escape. En el regulador de dos vías debe aparecer un consumo de aire por parte de la instalación con el fin de que se rebaje la presión. Por esta razón los reguladores de tres vías actúan también como válvulas de seguridad ya que en la instalación no puede haber nunca una presión superior a la dada por el regulador. 5.- Elementos que componen un controlador de presión [4] En esencia un regulador está compuesto por tres elementos:  Restrictor: orificio de la válvula y tapón.  Sensor: diafragma y conductos.
  • 7. 5  Elemento de Carga: Resorte, gas comprimido o gas regulado suministrado por un piloto. 6.- Uso de los controladores de presión [5] Los controladores de presión se utilizan para diversos fines:  Gas canalizado: La presión de distribución es conveniente que sea alta para reducir el volumen del gas en el transporte y debe ser más alta que la requerida para el uso doméstico para garantizar ese mínimo: se utiliza un manorreductor.  Gas combustible: La presión de la bombona de combustible baja según se vacía o cambia la temperatura ambiente. Para que la presión en el aparato (cocina, calentador) sea la correcta, la de la bombona se reduce a una presión fija más baja.  Suministro de agua domiciliaria y riego: La presión directa del suministro de agua puede ser excesiva y normalmente varía según los horarios (mayor o menor consumo general), de una localidad a otra o por otros motivos. Para evitar daños y dar una regulación homogénea se utiliza un manorreductor previo a la instalación de suministro.  Buceo: La presión directa de la botella de aire afectaría la salud del buzo a términos mortales.
  • 8. 6 DISCUSIÓN Ya una vez descrito y comprendido sobre los términos, funcionamientos y elementos del tema en cuestión, se puede proceder a la aplicación de los controladores de presión en el sector avícola, específicamente en la propuesta de proyecto del equipo RTU, la cual tiene como objetivo el diseño de un sistema de supervisión y control automatizado de ambiente convencional y alimentación de pollos de engorde en Venezuela. Ahora bien, para la aplicación de este instrumento primero hay que detectar los lugares o mecanismos en que pueda ser útil su uso, de esta forma, sabiendo que un controlador de presión no es más que un instrumento o herramienta que se utiliza a fin de mantener una presión estable en un sistema, se puede integrar su uso en los sistemas de bebederos ya que es aquí en donde pueden surgir cambios bruscos de presión de agua que puedan dañar el sistema de puntas de niple con el cual se piensa trabajar. El hecho de trabajar con agua implica que hay una presión en las tuberías, y siendo el sistema de bebederos de niple un instrumento tan delicado, hay que mantener dicha presión de fluido de agua de forma estable, otra de las razones por las cuales hay que implementar este instrumento es que bien sabido que la presión directa del suministro de agua puede ser excesiva y normalmente varía según los horarios de una localidad o por otros motivos arraigados al mismo. Con la implementación de este dispositivo se podrá asegurar la integridad de los materiales relacionados con el flujo de agua hacia los pollos, y al mismo tiempo eliminar cualquier tipo de goteo que se pueda dar a través de los niples por exceso de presión, con ello se evitará que el ambiente se humedezca y como consecuencia se pueda crear un estado insatisfactorio de estrés en los pollos que haga aumentar la tasa de mortalidad de estas aves trayendo así pérdidas para el avicultor. El dispositivo encargado de llevar acabo tal acción, es bastante común en los sistemas de bebederos de este tipo de galpones de cría de pollos, y además cabe mencionar que en la actualidad es posible encontrarlo en Venezuela a pesar de la situación de escases de productos que se ve en el país.
  • 9. 7 Para conseguir dicho controlador, se puede navegar por internet y buscar en sitios de ventas de productos online como mercadolibre u olx. En la Figura 2 y 3 se presenta un controlador de presión de agua para los sistemas de bebederos de tipo niple, el cual puede ser implementado en el diseño de la propuesta sin inconveniente alguno. Figura 2: Vista lateral de controlador de presión de sistema de bebedero de tipo niple (Fuente: https://tinaco.olx.com.ve/regulador-de-presion-para-bebederos-de-niple-iid- 854172039) Figura 3: Vista frontal de controlador de presión de sistema de bebedero de tipo niple (Fuente: https://tinaco.olx.com.ve/regulador-de-presion-para-bebederos-de-niple-iid- 854172039)
  • 10. 8 CONCLUSIONES De acuerdo a lo investigado, un controlador de presión tiene la finalidad de mantener estable la presión de un sistema, este instrumento tiene incorporado válvulas que pueden hacer que el regulador expulse aquellos flujos sobrantes del mecanismo, tal proceso es muy importante para que el sistema se mantenga con los resultados esperados. Por otro lado, el controlador se compone de una serie de elementos como lo son el restrictor (orificio de la válvula), sensor (diafragma y conducto), y el elemento de carga (resorte), todos ellos trabajando en conjunto para asegurar de que nunca haya una presión superior a la dada por el regulador.
  • 11. 9 REFERENCIAS [1] Sapiensman (2005). Conceptos Básicos de Neumática e Hidráulica. Extraído el 17 de febrero del 2016 desde: http://www.sapiensman.com/neumatica/neumatica_hidraulica.htm. [2] Martínez, J y Otros. (2003). Tecnología. [Libro en línea]. Santiago de Chile: Editorial Mad S.L. Extraído el 17 de febrero del 2016 desde: https://books.google.co.ve/books?id=r32D3siDbgsC&pg=PA248&lpg=PA248&dq=Los +controladores+de+presi%C3%B3n+tienen+la+misi%C3%B3n+de+mantener+constant e+la+presi%C3%B3n+de+trabajo+con&source=bl&ots=dZNOfMJJC-&sig=- pItAJxEnjAsd91Hu8LyEhotKto&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwiU35reo4DLAhVC7yY KHbnaCCIQ6AEIOzAG#v=onepage&q=Los%20controladores%20de%20presi%C3%B 3n%20tienen%20la%20misi%C3%B3n%20de%20mantener%20constante%20la%20pre si%C3%B3n%20de%20trabajo%20con&f=false. [3] Guillén, A (2006). Neumática. Extraído el 17 de febrero del 2016 desde: http://www.guillesime.galeon.com/index_archivos/Page780.htm. [4] Rendón, J (2006). Reguladores de presión. Extraído el 17 de febrero del 2016 desde: http://www.gas-training.com/files/Reguladoresdepresion.pdf. [5] Wikipedia (2015). Manorreductor. Extraído el 17 de febrero del 2016 desde: https://es.wikipedia.org/wiki/Manorreductor.