Este documento describe el diseño de un sistema hidráulico para descargar troncos y alimentar una planta elaboradora de maderas. Incluye la selección de una red interconectada de tuberías de hierro galvanizado y el uso de purgas automáticas por flotación para deshidratar el aire comprimido. El objetivo es mantener un flujo continuo de aire y permitir mantenimientos sin detener la producción total.

1. Universidad Austral de chile.
Facultad de Ciencias de la Ingeniería.
Ingeniería Civil Mecánica.
Diseño de Sistema Hidráulico para Descarga de
Troncos y Alimentación en planta elaboradora de
Maderas Balmaceda.
Profesores: Integrantes:
Sr. Juan Leonardo Rebolledo Sáez Miguel Ángel Espinoza Carrasco
Sr. Misael Fuentes Paredes Sergio Daniel Orellana Álvarez
Sr. Guillermo Cárdenas Mauro Fabián Robles Pérez
Andrés Eduardo Torres Sánchez
Valdivia, Chile, 17 de noviembre del 2014

2. Contenido
1 Introducción ......................................................................................................................................... 1
1.1 Definición del problema................................................................................................................ 1
1.2 Objetivo general ........................................................................................................................... 1
1.3 Objetivos específicos ................................................................................................................... 1
1.4 Alcance del proyecto .................................................................................................................... 1
2 Datos generales y requerimientos de diseño...................................................................................... 1
3 Elección de red de distribución ........................................................................................................... 2
Índice de Tablas
Tabla 1 Tabla de ventajas y desventajas de los distintos materiales para la red de aire comprimido
Fuente (Kaeser Compresores) ................................................................................................................... 3
Índice de Ilustraciones

3. Ilustración 1 Purga automática por flotación. Fuente (SMC, 1997) ........................................................... 5

4. 1 Introducción
1.1 Definición del problema
1.2 Objetivo general
1.3 Objetivos específicos
1.4 Alcance del proyecto
2 Datos generales y requerimientos de diseño

5. 3 Elección de red de distribución
La instalación de la red será interna (bajo cubierta) y la posición de trabajo será aérea, conociendo
estas consideraciones y teniendo en cuenta que la idea principal es de mantener un flujo continuo de
aire comprimido y en el caso de mantenciones o falla de algunos de los tramos, no sea necesario parar
la totalidad de producción. La elección es una red interconectada como se aprecia en la Figura 1.
Figura 1. Red Interconectada fuente (SMC, 1997)
La ventaja de esta red son las siguientes:
 Las pérdidas de carga son las más bajas de los distintos modelos de redes de distribución.
 Las operaciones de mantenimiento son elásticas y cómodas.
4 Redes de aire comprimido
Se entiende por red de aire comprimido el conjunto de todas las tuberías que parten del depósito
acumulador de aire, colocadas fijamente unidas entre sí y que conducen el aire comprimido a los
puntos de toma para los distintos equipos consumidores individuales en la planta elaboradora de
maderas Balmaceda (Deppert & Stoll, 2001).
Estas tuberías se pueden clasificar de la siguiente manera:
4.1.1 Tubería Principal
Corresponde a la línea que sale del conjunto de compresores y conduce todo el aire que consume la
planta. Debe tener la mayor sección posible para así evitar pérdidas de presión y prever futuras
ampliaciones de la red.
4.1.2 Tubería secundaria
Corresponden a las derivaciones de la red principal para conectarlas con las tuberías de servicio. Por
estas tuberías circula el caudal asociado a cada máquina de la planta elaboradora de maderas
Balmaceda.
4.1.3 Tuberías de servicio
Son las tuberías encargadas de surtir a los equipos neumáticos. En los extremos de las tuberías de
servicio tienen conectores rápidos y sobre ellas se ubican las unidades de mantenimiento FRL. Con el
fin de evitar obstrucciones, se recomiendan diámetros mayores de ¼” en la tubería.

6. 5 Selección de la red de tuberías
Para una correcta elección de los materiales de las tuberías es necesario tener en cuenta distintos
factores:
1. Influencias del medio ambiente (por ejemplo agua, polvo, temperatura, vapores corrosivos, etc.)
2. Por la carga (esfuerzos mecánicos)
3. Frecuencia de maniobras del aire comprimido debido a las salidas y purgas de la tubería en
breves instantes
4. Calidad del aire comprimido
5. Presión (poca perdida de presión; entre 0,1 bar y 0,2 bar); fugas mínimas
6. Costos del material
7. Coeficiente de dilatación térmica del material
Las redes de aire comprimido pueden ser de metal o material sintético. A continuación se muestra una
tabla de ventajas y desventajas para cada material para así determinar la mejor opción para la red de
aire comprimido.
Tabla 1 Tabla de ventajas y desventajas de los distintos materiales para la red de aire comprimido Fuente (Kaeser
Compresores)
Material Ventaja Desventaja
Hierro Negro Se presenta en costos
moderados en relación a los
materiales.
Disponible en varios
tamaños
Se oxida en el tiempo,
presenta fugas.
Rugosidad interior ocasiona
sedimentación
Hierro Galvanizado Material de costo moderado
en relación a las otras
tuberías.
Disponible en varios
tamaños.
Anticorrosivo
Oxidación en las uniones si
no se seleccionan los
correctos materiales
Cobre No se oxida, buena calidad
de aire.
Uniformidad de la superficie
interior reduce la caída de
presión
Instalación de alto costo
Debe soldarse muy bien
para evitar fugas.
Susceptible a ciclos térmico.
Aluminio No se oxidan, buena calidad
de aire.
Uniformidad de la superficie
interior reduce la caída de
presión.
Instalación de alto costo.
Materiales costosos
A los distintos materiales analizados anteriormente, se suma además el análisis a materiales
sintéticos, pero debido a q la instalación está en el interior de una planta industrial y hay trabajo
pesado en la fábrica se descarta de plano este material.
Por el análisis anterior, el equipo decide trabajar la red de aire comprimido con Hierro galvanizado
dado principalmente su bajo costo, resistencia a esfuerzos mecánicos, material anticorrosivo,
disponibilidad en varios tamaños.

7. 6 Uniones para tuberías
Como se seleccionó hierro galvanizado como material de la red de aire comprimido, las uniones deben
ser roscadas. El efecto perjudicial de estas uniones es que se presentan grandes fugas de aire
comprimido, por lo que la unión deberá ser realizada por operarios experimentados y especializados.
7 Deshidratación del aire comprimido
La deshidratación del aire consiste en retirar el agua líquida proveniente del condensado, para
asegurarse que el aire comprimido va a dar la prestación deseada y que no habrá de contaminar ni
constituirse en el vehículo de ningún agente de corrosión (SMC, 1997).
La función que cumple retirar de la instalación el agua líquida proveniente del condensado son las
purgas o drenadores.
Existen las purgas manuales y automáticas. Para este proyecto en particular se utilizaran las purgas
automáticas, debido que estos elementos dan la seguridad de retirar el condensado en forma
totalmente independiente. A continuación se presenta una breve descripción de las purgas
automáticas.
7.1 Purgas automáticas.
Las purgas automáticas son aquellas que permiten la evacuación del condensado en forma
independiente. La clasificación de purgas se realiza por el tipo de accionamiento para retirar el agua
líquida. Estas purgas son las siguientes:
 Purgas por flotación
 Purgas por presión diferencial
 Purgas motorizadas
Se seleccionaran purgas por flotación, dado a que su accionamiento según el nivel del líquido
colectado. Cuando la cantidad del líquido es tal que levanta el flotador, el aire circula pasando por un
filtro, hacia un pistón que abre la válvula. La instalación de estas purgas debe ser vertical y en lugares
no expuestos a las vibraciones.

8. Ilustración 1 Purga automática por flotación. Fuente (SMC, 1997)
7.2 Ubicación de las purgas automáticas.
Las purgas automáticas por flotación deben estar ubicadas en los cambios bruscos de dirección,
puesto que es ahí donde