FUNDAMENTOS
DE LA OPERACIÓN DE LOS EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN
Compresores.
Los compresores más comúnmente empleados
en los sistemas de refrigeración de alimentos
son los de pistón o émbolo, los rotatorios
y los centrífugos. Los dos primeros son de desplazamiento
positivo, efectuándose la compresión del
vapor mediante un miembro compresor. En los de pistón,
como su nombre indica, el miembro compresor es un pistón
mientras que en los rotatorios el miembro compresor
puede ser un pistón rodante, una aleta rotatoria
o un lóbulo helicoidal o tornillo. En el compresor
centrífugo la compresión se produce por
la acción de la fuerza centrífuga la cual
es desarrollada a medida que el vapor es girado por
un impulsor de alta velocidad.
El tipo de compresor empleado en cada aplicación
específica depende del tamaño y la naturaleza
de la instalación y del refrigerante utilizado.
El compresor pistón constituye uno de los más
divulgados en los sistemas de refrigeración de
alimentos, adaptándose especialmente a refrigerantes
que requieran desplazamientos relativamente pequeños
y presiones de condensación relativamente altas.
La potencia requerida por unidad de capacidad de refrigeración
y el volumen de succión por unidad de capacidad
de refrigeración constituyen indicadores de la
operación de estos compresores.
Entre los cálculos que pueden realizarse están
la determinación de la capacidad de refrigeración
y la potencia requerida al variar las temperaturas de
evaporación y condensación. Asimismo,
la selección de un compresor para condiciones
específicas de operación reviste resulta
de importancia práctica.
Evaporadores.
El equipo donde se produce la ebullición del
refrigerante producto de la absorción de calor
desde el foco frío recibe el nombre de evaporador.
Aunque lo que se produce es una ebullición y
no una evaporación, universalmente se acepta
la denominación de evaporador para designar al
equipo donde ocurre este proceso.
Debido a la cantidad y variedad de requisitos que deben
cumplir estos equipos en función de sus diversas
aplicaciones, ellos son fabricados en una amplia gama
de tipos, formas, dimensiones y diseños, pudiendo
clasificarse según el medio refrigerado, el principio
de operación, las características de la
superficie de transferencia y según la forma
de circulación del fluido a enfriar.
La capacidad de refrigeración de un evaporador
está dada por la razón a la cual se trasmite
el calor a través de sus paredes, proveniente
del espacio o producto refrigerado al refrigerante líquido
que circula por su interior, el cual se vaporiza. Esta
capacidad está determinada por los factores que
gobiernan la transferencia de calor a través
de cualquier superficie, esto es, el coeficiente de
transferencia de calor, el área de transferencia
y la diferencia de temperaturas.
La selección de evaporadores para una aplicación
específica constituye un elemento de utilización
práctica.
Condensadores.
El calor total rechazado en el condensador incluye tanto
el calor absorbido en el evaporador como la energía
equivalente al trabajo de compresión. Cualquier
calor absorbido por el vapor de succión desde
el aire de los alrededores también forma parte
da la carga térmica del condensador. Como el
trabajo de compresión por unidad de capacidad
de refrigeración depende de la relación
de compresión, la cantidad de calor rechazado
en el condensador varía con las condiciones de
operación del sistema.
Los condensadores se agrupan de manera general en enfriados
por aire, enfriados por agua y evaporativos.
De igual forma que los evaporadores la capacidad del
condensador está determinada por los factores
que rigen la transferencia de calor.
La selección de condensadores para una aplicación
dada resulta de interés práctico.
Dispositivos
de expansión.
Los dispositivos de expansión tienen una doble
función, la de reducir la presión del
líquido refrigerante y la de regular el paso
de refrigerante a través del evaporador.
Entre estos dispositivos se encuentran el tubo capilar,
la válvula de expansión manual, la válvula
de flotador y la válvula termostática.
La localización de estos dispositivos así
como sus accesorios resultan de especial importancia
ya que de ello dependerá su adecuado funcionamiento.
Sistema.
Una consideración importante es establecer las
relaciones de balance entre las secciones vaporizante
y condensante del sistema, esto es, que la rapidez con
que se lleve a cabo la ebullición sea igual a
la rapidez con que se produce la condensación.
Como todos los componentes del sistema están
conectados en serie, el flujo de refrigerante que circula
a través de ellos es el mismo, por lo que la
capacidad de todos ellos coincidirá. La selección
de los equipos del sistema debe garantizar igual capacidad
de refrigeración a la temperatura de ebullición
requerida para lograr remover la carga térmica.
Sin embargo, cuando todos los equipos no cumplen con
esta condición resulta importante determinar
el punto de equilibrio correspondiente a esta condición.
Carga
térmica.
La carga térmica o carga de refrigeración
constituye un cálculo importante en los sistemas
de refrigeración. Esta carga es el calor que
debe ser removido desde el foco frío, a través
del evaporador, para que en él se mantenga la
temperatura requerida.
Las fuentes que contribuyen a la carga térmica
son:
1. Carga de los productos: se incluyen las cargas originadas
al llevar el producto, los envases y embalajes y los
medios de sustentación empleados en las cámaras,
a la temperatura de conservación; en el caso
de la refrigeración de frutas y vegetales esta
carga debe contemplar además el calor de respiración.
2. Carga por transferencia de calor a través
de estructuras: comprende las cargas térmicas
debido al calor que se transfiere desde el exterior
a través de paredes, techo y pisos de las cámaras.
3. Carga por ventilación: se refiere a la carga
térmica debida a la ventilación controlada
de los productos. El almacenaje refrigerado de frutas
y vegetales frescos requiere de esta ventilación
para garantizar que la composición de la atmósfera
del almacén no se afecte por la propia actividad
metabólica de estos productos.
4. Carga por apertura de puertas: esta carga térmica
es consecuencia de la apertura de las puertas, lo que
provoca que el aire exterior penetre a la cámara.
5. Carga por el personal: se encuentra referida al calor
que aportan las personas que penetren en la cámara,
resultando dependiente de la temperatura en esta y de
la actividad que se realiza.
6. Carga por equipos eléctricos: incluye las
cargas por la iluminación así como por
motores en funcionamiento dentro de la cámara,
básicamente referidos a los de los evaporadores
con movimiento forzado del aire.
Las variables que intervienen en el cálculo de
las diferentes cargas térmicas pueden evaluarse
haciendo uso de información reportada en la literatura.
19-07-2006
Como evitar perder dinero y tiempo en el mantenimiento de equipo por corrosión
Como evitar perder dinero y tiempo en el mantenimiento de equipo por corrosión
Las superficies metálicas normalmente presentan corrosión debido a las condiciones ambientales de humedad y salinidad. Por ello, es necesario mantenerlas libres de óxido, para reducir costos de mantenimiento y de reparación.
Actualmente el proceso de protección anticorrosiva se inicia con un método de limpieza, el cual puede ser:
a) Limpieza con chorro de arena (Sand Blast). Donde se utiliza equipo de sand-blast, y mano de obra especializada en este proceso.(Esto siempre y cuando la ubicación de la superficie a tratar permita la utilización de este método).
b) Limpieza Manual, utilizando equipo neumático, cepillos de alambre y desengrasantes.
Posteriormente, si la protección anticorrosiva se hace por el método convencional, se procede a la eliminación de residuos de polvo ya sea que se haya hecho limpieza por sand-blast o manual. Para este paso se emplean compresores de aire y/o chorro de agua a presión.
Una vez preparada la superficie se aplica Primario RP-4, aplicando una capa de 3 milésimas de espesor, para lo cual además del RP-4, se utiliza una cuadrilla especializada en la aplicación, herramienta y equipo.
Una vez aplicado el RP-4, es necesario un tiempo de secado de por lo menos 12 horas, antes de continuar el procedimiento.
El siguiente paso es el de aplicar un enlace RA-26, para lo cual se vuelve a utilizar a la cuadrilla especializada, herramienta menor y equipo, así mismo hay que esperar 12 horas para que el enlace seque por completo.
Por último se aplica el acabado RA-28, donde se sigue utilizando la cuadrilla completa de especialistas y la herramienta y el equipo, adicional a las 12 horas que tardará en secar el acabado con lo que finaliza el proceso de protección anticorrosiva.
Este mismo procedimiento se repetirá un cuanto vuelva a aparecer la oxidación.
¿Cansado, no?, pues bien, especialistas en la materia, hicieron una investigación acerca de las nuevas técnicas desarrolladas por los expertos en mantenimiento industrial, para encontrar un producto que satisfaga las necesidades del usuario para eliminar la corrosión de las superficies, encontrando una opción que hasta el momento resulta por demás conveniente.
El producto que puede ahorrarle dinero y tiempo es el SPM-2000 , producto desarrollado por Grupo Cirro Cooper, empresa dedicada a la investigación y desarrollo de productos químicos para el mantenimiento industrial, preventivo y correctivo.
SPM-2000 es un Convertidor Polimérico de Herrumbre, que absorbe y transforma las partículas de óxido de hierro, convirtiéndolas en una barrera de color negro libre de humedad. Se aplica inmediatamente después de efectuar una limpieza manual sencilla.
La aplicación de este producto SPM-2000 consiste simplemente de tres pasos sencillos:
1. Limpieza manual ( Ligera, sin necesidad de equipo neumático). La superficie solo debe estar libre de costras de óxido que pudieran desprenderse.
2. Aplicación del producto SPM-2000 con brocha a dos manos, con un tiempo de curado de 12 horas.
3. Aplicación del acabado RA-28
En la siguiente gráfica se muestra las diferencia de horas/hombre que tiene el método convencional (Sand Blast) contra el SPM-2000.
Como se puede observar, con la utilización de SPM-2000 se ahorran aproximadamente 42.6 horas en el total del proceso, por lo que representa en mano de obra, equipo y tiempos muertos por tiempo de curado.
Comparando ambos métodos, tenemos:
Tipo de área de aplicación
Método Convencional
SPM-2000
Superficies críticas en las que no
se puede aplicar Sand Blast, paquete de regulación, equipos rotativos y módulos habitacionales y cuartos de control
Utilización de:
Escareadores
Pulidores
Cepillos de Alambre
Lijado
Lavado con Solvente
Aplicación de primario RP-4 con tiempo de 24 horas
Aplicación de enlace RA-26 con tiempo de 24 horas
Aplicación de acabado RA-28 con tiempo de secado de 24 horas
Utilización de:
Cepillado
Lavado con desengrasante ASFANIL
Aplicación de SPM-2000 con tiempo de secado de 12 horas
Acabado con tiempo de secado de 24 horas
Tiempo de aplicación
72 horas
36 horas
Piezas prefabricadas, válculas, espárragos y tornillos
Utilización de Sand Blast
Aplicación de Primario RP-4, tiempo 24 horas.
Aplicación de enlace RA-26, tiempo 24 horas.
Aplicación de acabado RA-28, tiempo 24 horas
• Limpieza con cepillo y desengrasante ASFANIL
• Aplicación de SPM-2000 con tiempo de secado de 12 horas
• Acabado RA-28, tiempo de secado 24 horas
Tiempo de aplicación
72 horas
36 horas
Quemaduras por aplicación de Soldadura (Soportes, cordones de unión de soldaduras y unión de viguetas)
Utilización de:
• Escareadores
• Pulidores
• Cepillos de Alambre
• Lijado
• Lavado con Solvente
• Aplicación de primario RP-4, con tiempo de 24 horas
• Aplicación de enlace RA-26 con tiempo de 24 horas
• Aplicación de acabado RA-28 con tiempo de 24 horas
• Limpieza con cepillo y desengrasante ASFANIL
• Aplicación de SPM-2000 con tiempo de secado de 12 horas
• Acabado RA-28, con tiempo de 24 horas
Tiempo de aplicación
72 horas
36 horas
En base a esto, podemos mencionar algunas de las principales ventajas de la aplicación del producto SPM-2000, Convertidor Polimérico de Herrumbre.
• Se aplica fácilmente, usando únicamente brocha, rodillo o pulverizador.
• No reduce la cedula del tubo o lamina.
• Ahorra tiempo en la reparación de superficies que requieran de aplicación de recubrimiento, ya que solo es necesario que la superficie se encuentre libre de oxidación que puedan desprenderse al tacto.
• La aplicación del producto SPM-2000 ahorra jornadas-hombre en las piezas prefabricadas, así como después de colocar espárragos, válvulas, tornillos ya que el producto se aplica directamente en la pieza.
• SPM-2000 ahorra un 50 por ciento de tiempo en el proceso de armado de andamios, debido a que el personal espera únicamente 12 horas para aplicar el acabado y no 48 horas, como se hace convencionalmente, esto facilita y ahorra tiempo en la reubicación de los andamios a las áreas por proteger.
• No se utiliza el equipo de Sand Blast, lo que equivale a un ahorro en el traslado y manejo de este equipo que significa riesgos y representa consumo de energía y de distintos consumibles, además de mayor número de jornadas-hombre.
• Ahorra el procedimiento de aplicación de RA-26 (Enlace).
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Al polipropileno se le conoce con las siglas PP. Es un plástico muy duro y resistente, es opaco y con gran resistencia al calor pues se ablanda a una temperatura más elevada de los 150 ºC). Es muy resistente a los golpes aunque tiene poca densidad y se puede doblar muy fácilmente, resistiendo múltiples doblados por lo que es empleado como material de bisagras. También resiste muy bien los productos corrosivos .
Estructuralmente es un polímero vinílico, similar al polietileno, sólo que uno de los carbonos de la unidad monomérica tiene unido un grupo metilo El polipropileno, pertenece al grupo de los termoplásticos, es una cadena larga de polímero, hecha del monómero de propileno. Después de la exposición del propileno al calor y a la presión con un catalizador activo metalico, el monómero de propileno se combina para formar una cadena larga de polímero, llamada “propileno”, del griego “poly” que significa muchos y “mero” que significa unidades.
La clasificación más importante del polipropileno, se basa en su estructura química:
Atáctico
Isotáctico
Sindiotáctico
El polímero atáctico, es caracterizado por sus características pegajosas, amorfas y bajo peso molecular. Proveen el mismo efecto de un plastificante, reduciendo la cristalinidad del polipropileno. Una cantidad pequeña del polímero atáctico el final del polímero puede ser usado para proporcionar ciertas propiedades mecánicas, como rendimiento a bajas temperaturas, elongación, propiedades de procesabilidad y ópticas. Su formula es:
Desde el punto de vista comercial, el polipropileno isotáctico es el más importante en comparación con el atáctico y el sindiotáctico; el propileno isotáctico es la estructura más stereo-regular del polipropileno. Por esto, es logrado un alto grado de cristalinidad. Como resultado, muchas propiedades mecánicas y de procesabilidad del polipropileno son altamente determinadas por el nivel de isotacticidad y su cristalinidad. Aunque el incremento de la cristalinidad del polipropileno hace al material menos duro que le polietileno. La formula del polipropileno isotáctico es la siguiente:
El polipropileno sindiotáctico ha llegado a ser recientemente una realidad comercial, los radicales metilo, están alternados a lo largo de la cadena de manera ordenada estereoquímicamente, como lo muestra la siguiente figura:
La fórmula del monómero y del polímero es la siguiente;
El polipropileno se obtiene mediante la polimerización del propileno en presencia de catalizadores alquilmetálicos:
El polipropileno se puede obtener a partir del monómero propileno, por polimerización Ziegler-Natta y por polimerización catalizada por metalocenos.
Los diferentes procesos que se le pueden aplicar al polipropileno, son fundamentalmente inyección, extrusión, moldeo por soplado y calandrado. Es apto para el termo conformado y conformado en frió.
A continuación se enlistas las principales propiedades del polipropileno
Propiedades físicas
La densidad del polipropileno, esta comprendida entre 0.90 y 0.93 gr/cm3.Por ser tan baja permite la fabricación de productos ligeros.
Es un material más rígido que la mayoría de los termoplásticos. Una carga de 25.5 kg/cm2, aplicada durante 24 horas no produce deformación apreciable a temperatura ambiente y resiste hasta los 70 grados C.
Posee una gran capacidad de recuperación elástica.
Tiene una excelente compatibilidad con el medio.
Es un material fácil de reciclar
Posee alta resistencia al impacto.
Propiedades mecánicas
Puede utilizarse en calidad de material para elementos deslizantes no lubricados.
Tiene buena resistencia superficial.
Tiene buena resistencia química a la humedad y al calor sin deformarse.
Tiene buena dureza superficial y estabilidad dimensional.
Propiedades eléctricas
La resistencia transversal es superior a 1016 O cm.
Por presentar buena polaridad, su factor de perdidas es bajo.
Tiene muy buena rigidez dieléctrica.
Propiedades químicas
Tiene naturaleza apolar, y por esto posee gran resistencia a agentes químicos.
Presenta poca absorción de agua, por lo tanto no presenta mucha humedad.
Tiene gran resistencia a soluciones de detergentes comerciales..
El polipropileno como los polietilenos tiene una buena resistencia química pero una resistencia débil a los rayos UV (salvo estabilización o protección previa).
Punto de Ebullición de 320 °F (160°C)
Punto de Fusión (más de 160°C)
Dentro de los principales aplicaciones y usos que tiene el polipropileno, se encuentran:
fabricación de sacos
bolsas
envolturas debido al lustre satinado y buena tenacidad.
A nivel automotriz, por su peso reducido, precio, facilidad de conformación
utensilios domésticos
juguetes
cassetes
block de dibujo o escritura
piezas de dispositivos
empaquetados
utensilios de laboratorio
botellas de diferentes tipos.
envolturas de aparatos eléctricos
embalajes
estuches de cintas
fibras
monofilamentos
tubos
casco de barcos
asientos y piezas para el automóvil, por ejemplo, cofres de baterías y parachoques
Historia
El polipropileno es sin duda, uno de los polímeros con mayor opción de futuro. Este hecho se ve justificado con el hábito creciente de sus mercados, aún en los tiempos más agudos de crisis. Dentro de la mayoría de los sectores en los que se encuentran nuevas aplicaciones, dan lugar a un material estructural, considerado uno de los más atractivos por las ventajosas condiciones de competitividad económica, que caracterizan al polipropileno como miembro del grupo de los termoplásticos de gran consumo frente a los ingenieriles, y más frente aquellos de altas prestaciones.
En 1954 el italiano G. Natta, siguiendo los trabajos elaborados por K. Ziegler en Alemania, logró obtener polipropileno de estructura muy regular denominado isotáctico. Su comercialización en Europa y Norteamérica se inicio rápidamente en 1957, en aplicaciones para enseres domésticos.
Los trabajos de Natta y Ziegler que permitieron conseguir polímeros de etileno a partir de las olefinas, abrieron el camino para la obtención de otros polímeros. Este plástico, también con una estructura semicristalina, superaba en propiedades mecánicas al polietileno, su densidad era la más baja de todos los plásticos, y su precio también era muy bajo, pero tenía una gran sensibilidad al frío, y a la luz ultravioleta , lo que le hacía envejecer rápidamente. Por este motivo su uso se vio reducido a unas pocas aplicaciones.
Pero el descubrimiento de nuevos estabilizantes a la luz, y la mayor resistencia al frío conseguida con la polimerización propileno−etileno, y la facilidad del PP a admitir cargas reforzantes, fibra de vidrio, talco, amianto, etc. y el bajo precio de dieron gran auge a la utilización de este material.
La amplia gama de propiedades del polipropileno, lo hace adecuado para una gran variabilidad de aplicaciones en diferentes sectores, y marca la parada ante los materiales del futuro, además de suponer una alternativa, mucho más económica. Debido a esto, el empleo de este material esta creciendo, gracias en gran parte, al desarrollo de nuevos y mejores productos.
Se utiliza para muchas piezas de automóviles, como por ejemplo los parachoques, en carcasas de electrodomésticos y cajas de baterías, y otras máquinas, para rafias y monofilamentos, fabricación de moquetas, cuerdas, sacos tejidos, cintas para embalaje. Debido a que soporta temperaturas cercanas a los 100 ºC, es utilizado para tuberías de fluidos calientes. También se puede encontrar también en envases de medicamentos, de productos químicos, y sobre todo de alimentos que deban esterilizarse o envasarse en caliente, además se utiliza en forma de film ya que tiene una gran transparencia y buenas propiedades mecánicas: mirillas para sobres, cintas autoadhesivas, etc.
Los materiales plásticos hoy en día, representan un inmenso grupo que se distingue casi en su totalidad, por el hecho de ser desarrollados por el hombre, y son consideradas sustancias macromoleculares y en su mayoría orgánicas, además de ser utilizados cada día más, en diferentes y nuevos campos de aplicación
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