CAPITULO I: TECNOLOGA DEL AIRE

1.1. Definicin:

Se conoce como aire a la mezcla de gases que forma la atmsfera terrestre, sujeta alrededor de la tierra por la fuerza de la gravedad.El aire es un manantial de oxgeno para la combustin, es el medio por el que se transmiten los sonidos, en l ocurren muchos fenmenos fsicos, es un gran laboratorio en el que continuamente se producen las reacciones qumicas ms diversas.

El aire interviene en procesos biolgicos, respiracin de las plantas y los animales, la descomposicin y las oxidaciones industriales. Almacena agua y lo devuelve a la tierra en forma de lluvia.

1.2. Composicin del aire:

En la presente tabla se puede ver la composicin en volumen de los constituyentes del aire.

Tabla 1: Composicin del aireCOMPOSICION % EN VOLUMEN

COMPUESTOS PRINCIPALES%

Nitrgeno (N2)78.090

Oxigeno (O2)20.950

Argon (Ar)0.930

Dixido de carbono (CO2)0.032

COMPUESTOS MENORES%

Neon (Ne)0.0018

Helio (He)0.00052

Metano (CH4)0.00015

Criptn (Kr)0.0001

Hidrogeno (H2)0.00005

Oxido nitroso (N2O)0.00002

Monxido de carbono (CO)0.00001

Xenn (Xe)0.000008

Ozono (O3)0.000002

Amoniaco (NH3)0.0000006

Dixido de nitrgeno (NO2)0.0000001

Oxido ntrico (NO)0.00000006

Dixido de azufre (SO2)0.00000002

Sulfuro de hidrogeno (H2S)0.00000002

1.3. Propiedades fsicas:

Es de menor peso que el agua. Es de menor densidad que el agua. Tiene Volumen indefinido. No existe en el vaco. Es incoloro, inodoro e inspido.

1.4. Propiedades qumicas:

Reacciona con la temperatura condensndose en hielo a bajas temperaturas y produce corrientes de aire. Esta compuesto por varios elementos entre ellos el oxigeno (O2) y el dixido de carbono elementos bsicos para la vida.

1.5. Capas o regiones de la atmsfera:

Troposfera: Alcanza una altura media de 12 km. (es de 7km. En los polos y de 16km. En los trpicos) y en ella encontramos, junto con el aire, polvo, humo y vapor de agua. Estratosfera: Zona bastantemente fra que se extiende de los 12 a los 50km de altura; en su capa superior (entre los 20 y los 50km) contiene gran cantidad de ozono (O3). Mesosfera: Zona que se sita entre los 50 y los 100km de altitud; su temperatura media es de 10C; en ella los meteoritos adquieren altas temperaturas y en su gran mayora se volatilizan y consumen. Ionosfera: Empieza despus de los 100km. Y va desapareciendo gradualmente hasta los 500km de altura. En esta regin, constituida por oxgeno (O2), la temperatura aumenta hasta los 1000C. Exosfera: Comienza a 500km. de altura y extiende ms all de los 1000km; est formada por una capa de helio y otra de hidrogeno. Despus de esa capa se halla una enorme banda de radiaciones (conocida como magnetosfera) que se extiende hasta unos 55000km de altura, aunque no constituye propiamente un estrato atmosfrico.

Figura 31: Capas De La AtmsferaFuente: Libro Qumica Elemental Moderna Inorgnica de Celso-Jacobucci

1.6. Contaminacin del aire:

La contaminacin del aire es uno de los problemas ambientales ms importantes, y es resultado de las actividades del hombre, es provocado por las actividades industriales, comerciales, domesticas y agropecuarias.Los principales contaminantes del aire se clasifican en: Primarios: Son los que permanecen en la atmsfera tal y como fueron emitidos por la fuente. Para fines de evaluacin de la calidad del aire se consideran: xidos de azufre, monxido de carbono, xido de nitrgeno, hidrocarburos y partculas. Secundarios: Son los que han estado sujetos a cambios qumicos, o bien, son el producto de la reaccin de dos o ms contaminantes primarios en la atmsfera. Entre ellos destacan oxidantes fotoqumicos y algunos radicales de corta existencia como el ozono (O3).

A nivel nacional, la contaminacin atmosfrica se limita a las zonas de alta densidad demogrfica o industrial. Las emisiones anuales de contaminantes en el pas son superiores a 16 millones de toneladas, el 65% es de origen vehicular.

1.6.1. Partculas suspendidas en su fraccin respirable (PM-10):

Criterios para evaluar la calidad del aire: 150 ug/m (microgramos sobre metro cbico) en un promedio de 24 horas.

Caractersticas del contaminante: Partcula slidas o lquidas dispersas en la atmsfera (su dimetro va de 0.3 a 10 um) como polvo, cenizas, holln, partculas metlicas, cemento o polen. La fraccin respirable de PST, conocida como PM-10, est constituida por aquellas partculas de dimetro es inferior a 10 micras, que tienen la particularidad de penetrar en el aparato respiratorio hasta los alvolos pulmonares.

Fuentes principales: Combustin industrial y domstica del carbn, combustleo y diesel; procesos industriales; incendios; erosin elica y erupciones volcnicas.

Efectos principales: Salud: Irritacin en la vas respiratorias; su acumulacin en los pulmones origina enfermedades como silicosis y la asbestosis. Agravan el asma y las enfermedades cardiovasculares.Otros: Disminuyen la visibilidad y provocan la formacin de nubes.

1.6.2. Unidades para el monitoreo de la calidad del aire:

Tabla 2: Composicin del AireCOMPONENTEUNIDADES

Monxido de Carbono (CO) PPM

Dixido de azufre (SO2) PPM

Dixido de nitrgeno (NO2) PPM

Ozono (O3) PPM

Oxido de nitrgeno (NO) PPM

Acido sulfhdrico (H2S) PPM

Partculas menores a 10 micras (PM) -10ug/m

Partculas suspendidas totalmente (PST) ug/m

Plomo (Pb) ug/m

Cobre (Cu) ug/m

Fierro (Fe) ug/m

Cadmio (Cd) ug/m

Nquel (Ni) ug/m

Temperatura (T) C

Humedad Relativa (RH) % de Hum. Re

Velocidad del viento (WSP) metros por segundo

Direccin del viento (WDR) grados

1.7. Acondicionamiento del aire:

Las personas desarrollan sus actividades con comodidad a una humedad relativa de 50 a 60% y a una temperatura de 20 a 25C, estas condiciones se consiguen artificialmente para los teatros, casas trenes, hoteles, oficinas, fbricas, etc.

Figura 32: Acondicionamiento Del Aire

1.- Cmara de purificacin2.- Purificacin3.- secado o humedecimiento4.- calentamiento o enfriamiento5.-Calentamiento posterior6.- aire con temperatura y humedad ideales7.- habitacin8.- aire circulante en la habitacin9.- aire fresco10.- higrmetro11.- termostato12.- regulacin

Figura 33: Foto Del Acondicionamiento Del Aire1.8. Fraccionamiento del aire: Para obtener Nitrgeno y Oxgeno se efecta el fraccionamiento del aire, tal como se detalla en el presente diagrama de flujo.

K-321K-317K-301K-315K-316K-206K-208K-312K-313H-101G-102D-110L-111V-201V-202V-203V-204H-205H-207H-211H-212H-311H-314D-310E-318D-319N2O2O2 liquidoN2 puroO2 puroN2 puroO2 puro8at80atAIRE

Figura 34: Diagrama de Flujo del Fraccionamiento del Aire

Tabla 3: Descripcin de los EquiposCODIGO

EQUIPO

D-110D-310D-319Torre de lavado.Columna de destilacin.Expansin instantnea.

H-101H-205, H-206H-207, H-208H-311, H-314Filtro de aire.Separadores.Separador intercambiable de acetileno.Separador intercambiable.

G-102Compresor de triple efecto.

E-111Bomba.

V-201, V-202, V-203,V-204Serpentines.

E-318Refrigerante supletorio.

K-206, K-208, K-301,K-312, K-313, K-315,K-316, K-317, K-321Vlvulas de descompresin.

1.9. Descripcin del Proceso de Fraccionamiento:

Por (1) se succiona el aire, en el filtro (2) se separan las impurezas slidas y se lleva a un compresor de triple efecto (3), en el primer efecto se el aire a 8 atm. Y pasa despus a la torre de lavado (4) recorrida por leja de sosa, el aire purificado en esta torre de lavado se comprime en los efectos 2 y 3 hasta 80 atm., refrigerando despus de cada efecto para eliminar la gran cantidad de energa liberada, el aire comprimido y desprovisto de agua desde (6) pasa al sistema en contracorriente (7 y 8) En (7) circula en contracorriente oxgeno y en (8) nitrgeno procedentes del aparato de fraccionamiento (15), los restos de agua se depositan en los separadores (9 y 10). En el separador intercambiable de acetileno (11) se separa el acetileno que se haya podido captar del aire. Ahora el aire fro pasa a los dos aparatos de contracorriente (12 y 13), encontrndose en contracorriente en (12) nitrgeno fro y en (13) oxgeno fro a la salida de (12 y 13) el aire tiene casi la temperatura de licuefaccin de 183oC y se le hace pasar por el aparato de fraccionamiento, en el que, despus de atravesar la vlvula de descompresin (14) se descomprime a 5 atm. En (15) con lo que se produce la licuefaccin de todo el aire.

El aire procedente de (15) se liquida en la columna de presin (16). El nitrgeno que hierve ms bajo -195.8C, se evapora en gran parte y asciende, mientras permanece abajo en estado lquido un aire enriquecido en oxgeno 35%. Se hace pasar a ste por el separador intercambiable de dixido de carbono (17) y por la vlvula de decomprensin (18) hasta la columna superior (16a) y se le expande a 0.5 atm, se separa nitrgeno y oxgeno. El oxgeno fuertemente subenfriado se separa lquido sobre la placa (21a), el nitrgeno del interior del condensador, todava comprimido a 5 atm se liquida y fluye en parte por el canal (19) y en parte en los platos perforados, donde ayuda a la completa separacin de nitrgeno y oxgeno.

El nitrgeno lquido se hace llegar a travs de la vlvula de descompresin (22) con lo que tiene un ulterior enfriamiento, se saca el nitrgeno puro gaseoso de la cpula (23) del condensador principal y descomprimindolo a travs de (28) en la columna superior, despus de pasar por el refrigerante supletorio (26).

El gas nitrgeno puro sale de la columna superior por (29) y acta sucesivamente en los refrigerantes (12 y 8) a contracorriente sobre el aire nuevo que entra en la instalacin. A su salida (31) se ha calentado bastante y se le conduce a su punto de destino.

El oxgeno sale por (24) y pasa los aparatos de contracorriente (13 y 7) donde refrigera al aire que viene en sentido contrario, sale por (30) y se le conduce a su destino.

1.10. Aire liquido:

Es mvil y transparente, se obtiene por destilacin fraccionada donde se evapora primero el nitrgeno 196 C y luego el oxgeno - 183C. Contiene ms oxgeno que el aire atmosfrico (hasta 50%) a causa de que se licua con dificultad el nitrgeno. Numerosas sustancias orgnicas introducidas en l endurezcan y sean frgiles como el vidrio, as las carnes, los huevos, el caucho, el alcohol, la esencia de trementina, se endurecen y pueden ser pulverizados. Algodn o polvo de carbn impregnados en el aire lquido arden como plvora.

Figura 35: Porcentaje Del Aire Lquido Destilado

CAPITULO II: AIRE COMPRIMIDO

2.1. EL AIRE COMPRIMIDO EN L A INDUSTRIA

Cuando se habla de aire comprimido, se refiere a una tecnologa o aplicacin tcnica que hace uso de aire que ha sido sometido a presin por medio de un compresor. Es una corriente concentrada de aire, impulsada a alta velocidad. El uso del aire comprimido es muy comn en la industria, su utilizacin tiene la ventaja sobre los sistemas hidrulicos de ser ms rpido, aunque es menos preciso en el posicionamiento de los mecanismos y no permite fuerzas grandes. Est presente en un gran nmero de empresas ya que mejora la productividad, automatizando y acelerando la produccin. Una buena distribucin del aire comprimido en las instalaciones neumticas, puede lograr ahorrar muchos costos.Dado que su accionamiento es debido a un fluido a presin, su empleo da lugar a la aparicin de unos riesgos especficos, que se van a ver magnificados si se hace un mal uso del mismo. Conjuntamente, puede causar serias lesiones o la muerte al operador o a las personas que se encuentran en las inmediaciones.

2.2. TRANSPORTE NEUMTICO

En los sistemas de transporte neumtico el material a transportar se introduce en unacorriente de aire mediante un dispositivo de alimentacin. As las partculas del material son arrastradas a lo largo del conducto por la corriente de aire (gas).

Al transporte neumtico conviene distinguirlos en dos categoras: Transporte en corriente gaseosa de materiales sueltos o en tubos especiales. Transporte de gas: gasoductos

2.3. TRANSPORTE DE MATERIALES SUELTOS

Ventajas:

Eliminacin casi total de mecanismos. Reduccin de espacio. Fcil aspiracin de materiales. Desventajas:

Consumo elevado de energa. Econmicamente favorable para recorridos breves Limitacin de granulometra, humedad (mximo 20 %) y tipo (riesgo de explosin) de material a transportar. Dificultad de separar el aire del material si este es pulverulento.

2.4. INSTALACIONES

TipoVentajas Desventajas

Por aspiracin-Simplicidad-Posibilidad de aspirar demontones-El material no pasa por elaspirador-Necesidad de un separadorpara eliminar el aire delmaterial-Limitacin de potenciadebido a la imposibilidad deconseguir depresionesmayores a 1 atm-Para las mayoresdepresiones, enrarecimientodel aire con pocaposibilidad de suspensin delos materiales transportados-Mayor potencia absorbida.

Por presin-Simplicidad de descarga.-Aumento de la presin avoluntad.-Velocidad creciente deentrada a salida haciendoms difciles lasobturaciones.- Posibilidad de reducir ladilusin-Ingreso complicado delmaterial al circuito.-Posibilidad de condensacinde agua.

Mixtas: El material pasa a travs del ventiladorLa de los dos sistemasprecedentes (absorber ydescargar en mas de unpunto)-El material pasa a travs delventilador.- Solo se pueden utilizarventiladores por lo que laspresiones y depresiones sonmodestas.

Mixtas: el material no pasa a travs de la bomba.Permite la utilizacin debombas potentesComplica la instalacin

2.5. TRANSPORTE DE MATERIAL PULVERULENTOS

Para el transporte de slidos pulverulentos se ha impuesto la utilizacin de equipos neumticos, debido a: La simplicidad de su construccin Buena adaptabilidad Total ausencia de partes mviles en todo el trayecto del transporte Escasa emisin de polvos Bajo costo de mantenimiento Resistencia a la intemperie Adaptabilidad a la marcha automatizadaUna ventaja especial es que se puede conjugar la operacin de transporte del material con la interaccin de ste con el gas que lo transporta ya que se pueden realizar, en dicho transporte, distintos procesos Fsico - Qumicos como ser Procesos Catalticos, Mezclado, Secado, Clasificacin, etc.

Algunos de los inconvenientes ms importantes que presenta el transporte neumtico son: Su gran consumo de energa Con ciertos materiales (muy abrasivos), se produce el desgaste por rozamiento de los conductos transportadores. Si los materiales a transportar son combustibles y se hallan finamente pulverizados puede existir algn peligro de explosiones (en determinadas circunstancias). Existe el riesgo de que ciertos materiales obturen los conductos transportadores (principalmente en curvas del recorrido).

Nota: Refirindonos a la industria Cementera diremos que el manejo Neumtico del material pulverulento tuvo mucho que ver con el mezclado de los diferentes componentes del material crudo al pasar del proceso por va hmeda a la va seca. En este caso el aire reemplaza al agua como elemento de homogeneizacin de los materiales.

Segn su modo de actuar, habr que distinguir entre: Los Sistemas de Impulsin. Los Sistemas de Aspiracin: Utilizado cuando el transporte se efecta a partir de varios puntos de alimentacin y un solo punto de descarga, o cuando el punto de distribucin debe ser mvil. Los Sistemas Combinados: El material entrado por el sistema de aspiracin se combina con las ventajas que presenta el sistema de impulsin.Los cuales veremos en detalle con posterioridad a las siguientes definiciones generales

2.5.1. Definiciones Generales Transporte Neumtico: Es el trmino general dado al movimiento de slidos formado por partculas y mezclado con aire, por influencia de la fuerza de gravedad o por la fuerza producida por la diferencia de presin entre la presin del aire que rodea los mencionados slidos y la presin del aire en el lugar de descarga.Nota: Durante muchos aos se realiz usando volmenes de aire a presiones relativamente bajas, siendo pequea la relacin de slidos en aire. A partir del desarrollo tecnolgico en la manipulacin de polvos, se increment notablemente la relacin antes mencionada, logrndose, de este modo, un aumento sustancial de slidos a transportar con relacin al aire consumido para este fin. Este logro es debido al trabajo a presiones ms elevadas (hasta 4Kg/cm2). Polvo: Partculas Granuladas o pulverizadas, susceptibles al transporte por aire. Se supondr que se usa polvo ideal, es decir, un polvo cuyas partculas presentan iguales caractersticas (forma, tamao, peso, etc.) Fluidizacin: Se le llama a la Introduccin de aire, finamente difundido, por debajo de los polvos a travs de un medio poroso. Con esto se consigue que la masa se asemeje a un fluido y pueda manipularse como tal. Este tema ser ampliado debido a su importancia tanto para el Transporte como para la Mezcla y tambin para el Almacenamiento de materiales pulverizados.

2.6. Elementos y Procesos del Transporte de Polvos a Presin

Los elementos y procesos ms importantes en el transporte de polvos a presin son:

1. Fluidizacin del Material en su lugar de almacenamiento o en el punto de envo, para mezcla y/o correccin.2. Bombas o Transportadores, de los cuales hay diversos tipos y marcas.3. Filtros Separadores del aire y polvo en el lugar de descarga.4. Compresores de generacin del aire para el proceso de preparacin y transporte de polvos

2.6.1 Fluidizacin del Material

Se supondr que se utiliza polvo ideal, es decir, un polvo cuyas partculas tienen todas iguales caractersticas (tamao, forma y peso). Si una capa de ste polvo descansa sobre un medio poroso en el fondo de un recipiente y se le hace pasar aire verticalmente a travs del polvo, no se producir un movimiento relativo de las partculas hasta no sobrepasar una cierta velocidad crtica.Por debajo de tal velocidad, el caudal y la diferencia de presin sern directamente proporcionales entre s. Esta relacin est indicada en la Figura 1.A la velocidad crtica la presin ejercida a travs de la capa est equilibrada por el peso de las partculas. A una velocidad mayor, la resistencia de rozamiento de las partculas es mayor que el peso de stas y, por consiguiente se reordenan de manera de ofrecer menor resistencia al paso del aire, y la capa comienza a hincharse. Conforme aumenta la velocidad del aire, aumenta el volumen de la capa y las partculas terminan por flotar libremente en el aire. Se dice entonces que la capa est fluidizada. La diferencia de presin siendo igual al peso por unidad de superficie de la capa y el paso de aire a travs de sta sigue siendo prcticamente estable. Esta situacin se denomina EtapaTranquila.Si contina incrementndose la velocidad del aire, se llega a una etapa en la que a travs de la capa fluidizada relativamente densa, pasan burbujas de aire que contienen una pequea proporcin de polvo en suspensin, irrumpiendo a travs de la superficie de un modo muy similar al de las burbujas que se abren paso a travs de la superficie de un lquido en ebullicin. Si la velocidad es an mayor que la citada, las partculas de polvo se dispersan mas ampliamente y son arrastradas con el aire. Estos conceptos se sintetizan en la Figura 2.

Figura 1 Relacin entre la Velocidad del Aire y la Diferencia de Presin hasta que se llega a la Velocidad Crtica del Aire.

Figura 2 Relacin entre la Altura de la capa de polvo y la Velocidad del Aire.

Consideraciones Prcticas: Las explicaciones precedentes estn fundadas para el caso de polvos ideales. En la prctica industrial no existen tales y es raro que un polvo se aproxime mucho al ideal. En cualquier caso siempre deben realizarse experimentos a pequea escala para verificar si es o no posible fluidizar el polvo, lo cual se corrobora de la siguiente manera: Corre Fcilmente entre los dedos al tomarlo Tiene aristas vivas al tacto, es limpio, seco y no adhesivo. No es escamoso y no puede amasarse en ndulos.El cemento limpio y seco y la arena fina son ejemplos de polvos fluidizables.Si un polvo es naturalmente pegajoso, es improbable que sea apto para transportarlo fluidizado.La principal ventaja de la fluidizacin es que los polvos as tratados se comportan como lquidos y pueden manipularse como tales.

Aplicaciones Prcticas: Una primera utilizacin industrial que podemos citar, es el caso del mezclado de diferentes componentes pulverulentos para producir una masa homognea. Nos referimos a la denominada harina cruda en el proceso del cemento, producto obtenido de la molienda en molinos de variados tipos, de una mezcla de caliza, arcilla y xido de hierro. Este material finamente molido es depositado en silos de gran capacidad volumtrica (en trminos medios: dimetro 10m y altura 25m). La base de estos recipientes de hormign, tienen adosados medios porosos por los cuales penetra el aire de fluidizacin. Un proceso continuo de mezcla es el sistema IBAU de cmara central, que utiliza los silos simultneamente, como depsito para alimentacin de crudo. Figura 3.

Figura 3 Silo Cnico en la base con lecho fluidizador mltiple.

Con un adecuado caudal de aire a presiones promedio de 1,5 Kg/cm2, se produce el proceso descripto anteriormente, es decir el material se comporta como un lquido y circula dentro del silo de modo parecido al indicado por las flechas en la Figura 4.

Figura 4 Circulacin del Polvo Fluidizado en un Silo.

Los errores de composicin pueden corregirse aadiendo pequeas cantidades de los constituyentes antes de la fluidizacin final, para asegurar el que la mezcla contendr las proporciones exigidas, dispersas uniformemente dentro de unos, lmites estrechos. Mediante la divisin de la base del silo en secciones aireadas por separado, es posible regular la distribucin del aire para efectuar la mezcla con mayor eficacia y rapidez.

En la Figura 5 puede verse una forma constructiva para alojar el medio poroso. Esencialmente debe ser estanca a la salida de polvo y tener un acople para la entrada de aire.

Figura 5 Forma constructiva de un medio poroso.

El material permeable puede ser: Textiles (tela filtrante, filtro o loneta) Caucho Alveolar Baldosines de Cermica Porosa Metal Sinterizado Celulosa Comprimida Plstico Sinterizado Filtro MetlicoLa eleccin del medio poroso depende en cierta medida de las caractersticas del polvo que interesa mezclar.La distribucin pareja a una velocidad uniforme del aire, depende de la uniformidad de tamao de los poros del material, especialmente en el plano superior. Una permeabilidad desigual produce variaciones locales de caudal. Estas hacen aparecer volcanes en el polvo y la canalizacin consiguiente conduce a prdidas de aire y a un consumo superior al necesario.No hay una norma universalmente aceptada para describir la permeabilidad de los medios porosos (Ver Figura 6).

Figura 6 Curvas de permeabilidad tpicas.

Los fabricantes expresan las medidas de permeabilidad en diversas unidades, aunque por lo general son medidas en funcin de una corriente de aire. Dichas unidades pueden ser como las siguientes:

Metros Cbicos de Aire por unidad de Superficie, Tiempo y Presin: Litros por Centmetro Cuadrados, Hora y Presin:

Para completar la idea general de una instalacin integral de mezclado vase la Figura 7. (Respecto a los elementos denominados en ella Bomba de Polvo y Colector de Polvos, sern temas tratados posteriormente).

Figura 7 Instalacin para Fluidizacin y Mezcla de Polvos.

En relacin con el aire utilizado en la fluidizacin, la premisa bsica es que contenga la menor cantidad de aceite y humedad posible, ya que estos dos elementos son sumamenteperjudiciales, ya que por un lado disminuyen la permeabilidad del medio poroso y por el otro generan grumos entre partculas de polvo. Por ello, el tipo de compresor ms apropiado es el del tipo Tornillo Seco.

2.7. Bombas o Transportadores

2.7.1. Planos Inclinados FluidizadoresLa Fluidizacin puede emplearse para acarrear polvos a lo largo de considerables distancias por planos transportadores descendentes cuya inclinacin es menor que el ngulo de rozamiento interno del polvo. Esto se logra insuflando aire continuamente desde la cara inferior a travs de un medio poroso dispuesto a todo lo largo del plano transportador. Los nombres comerciales de estos acarreadores son: Fluido, Air Slide o Aerodeslizador y como se ver son dispositivos sencillos y de costos razonablemente bajos. En su estado normal, un polvo se desliza por un plano inclinado slo cuando la inclinacin de este es mayor que el ngulo de rozamiento del polvo.

Figura 9 Un polvo cuyo ngulo de rozamiento sea 45, descender por una pendiente de 45

Pero un polvo fluidizado se desliza por una pendiente cuyo ngulo sea mucho menor que dicho ngulo de rozamiento.Un plano inclinado fluidizador, en su forma ms sencilla, consiste bsicamente en un canal rectangular dividido en su plano medio por el elemento poroso. La parte inferior est abulonada, a todo lo largo, a la superficie superior, para poder desarmar y as cambiar o limpiar el medio poroso(Figura 10)

Figura 10 Sistemas por Gravedad, con ayuda de aire

Refirindonos a la Figura 10, la entrada de polvos se hace a travs de vlvulas especiales que hermetizan el pasaje de aire hacia los recipientes o tolvas alimentadoras. Diremos de paso que este tipo de cierre alimentador se usa en todos los tipos de transportadores por aire o bombas a presin.Las entradas de aire se reparten cada 10 o 15 metros y ste aire es generado por ventiladores centrfugos (Ver capitulo de Transporte de Gases).

2.8. Bombas a Presin

Cuando es necesario transportar material pulverulento a largas distancias y a diferentes niveles, con diferencias de altura apreciables, se apela al transporte a presin. En la Figura 12 se muestra uno de los sistemas ms simples, se trata de un recipiente cilndrico de dimetros medios del orden de los 2 metros y una altura de 3 metros.Es alimentado por la parte superior a travs de una campana de cierre y en general por gravedad desde el proceso anterior de molienda.

Figura 12 Tpica Bomba de Polvo Fluidizado

Mientras el recipiente se est llenando la campana permanece abierta. Mediante un dispositivo de control de llenado, que puede ser mecnico en los tipos ms antiguos y hasta rayos gamma en los ms modernos, al llegar el material a un nivel predeterminado, acta un mecanismo hidrulico que cierra la campana y de inmediato abre la vlvula de paso de aire de transporte.Cuando el recipiente se ha vaciado, por un sistema de control de cada de presin, se ordena el proceso inverso, es decir, el cierre del aire y la apertura de la campana. Durante el proceso de llenado hay una permanente entrada de aire a menor presin que es el necesario para mantener el polvo fluidizado.A su vez, en el lugar de descarga del material, que es generalmente un silo, debe realizarse el proceso de filtrado del gran volumen del aire que acompaa al polvo transportado de tal manera que salga limpio a la atmsfera. Esto se realiza utilizando diversos tipos de filtros, algunos de los cuales veremos ms adelante.

2.9. Filtros Separadores del Aire y Polvo

Aqu trataremos la zona de separacin. Normalmente el bombeo es descargado en silos que deben tener aberturas en la parte superior para que su presin interna sea igual o menor a la presin atmosfrica, ya que de otra manera se perturbaran las posibilidades de ingreso del material pulverulento (Figura 16).Pero a su vez, esta conexin con la atmsfera, no es deseable por razones econmicas y de polucin ambiental. Esto hace necesario introducir equipos que retengan la mayor cantidad de polvo posible.Si se trata de polvos altamente nocivos para la salud, la meta es conseguir una retencin total. Para el caso del cemento, cuyas fbricas en general estn instaladas en zonas rurales, se acepta pequea prdida porcentual.Las instalaciones tpicas en esta industria consisten en instalar en la parte superior de los silos un exhaustor centrfugo que aspira el aire de los silos a travs de separadores estticos (ciclones) y filtros de mangas. Con ello se consigue una eficiente separacin aire / polvo y paralelamente crear una depresin en el silo.

Figura 16 A efectos de limpieza de las mangas una cmara de deposicin es puesta fuera de servicio; durante el tiempo de inactividad el resto de las cmaras estn en explotacin normal.

3.0. CLASIFICACIN DE COMPRESORESLa sala de compresores consta de uno o varios compresores que se clasifican por la forma en que puede obtenerse dicha energa.

Cuadro Comparativo de compresores segn usos (Grafico Q vs. P)

DESPLAZAMIENTO

La compresin se realiza en un recinto hermtico aumentando la presin del gas gracias a la reduccin del volumen transmitindola al fluido.Rectilneo: Son muy utilizados en la industria, por ser econmicos en su adquisicin y en su uso. Pistn: Su funcionamiento consiste en encerrar en el cilindro una determinada cantidad de aire (que ha ingresado por la vlvula de admisin), disminuir su volumen por desplazamiento del pistn y entregarlo al consumo, (a almacenamiento) a travs de la vlvula de escape. Para obtener aire a presiones elevadas, es necesario disponer de varias etapas compresoras. El aire aspirado se comprime en la primera etapa seguida de una refrigeracin para eliminar el calor generado,luego es nuevamente comprimido obteniendo una mayor presin.

Diafragma: consisten en una membrana (diafragma), que modifica el volumen existente sobre ella por la accin de un pistn solidaria a la misma desde parte inferior. Su principal caracterstica es la de comprimir aire sin que exista la posibilidad de contaminacin con el aceite de lubricacin. Sus posibilidades se limitan a bajos caudales y a presiones moderadas.

ROTATIVOS: Producen aire comprimido por un sistema rotatorio y continuo, es decir que empujan el aire desde la aspiracin hacia a la salida, comprimindolo.

De paletas: Su funcionamiento consiste en un rotor que es excntrico respecto de la carcasa o el cilindro que lleva una serie de aletas que se ajustan contra las paredes de la carcasa por efecto de la fuerza centrifuga. Debido a la posicin excntrica de los cojinetes del rotor, en cada revolucin las aletas de deslizan hacia fuera y hacia adentro de las ranuras del mismo. El gas al entrar, es atrapado por los espacios que forman las paletas y la pared de la cavidad cilndrica, el cual se comprime, al disminuir el volumen de estos espacios durante la rotacin. En la parte alta del cilindro al comenzar la compresin se inyecta una cierta cantidad de aceite, este filtrado y refrigerado absorbe el calor producido por la compresin. Se caracterizan por marcha silenciosa, grandes caudales, presiones moderadas y bajos rendimientos impidindole competir con los compresores de pistn. Alto consumo de lubricante.

Compresor de anillo lquido (Compresor de lecho fluido): Posee un rotor con una serie de alabes fijos montados en un cilindro que est prcticamente lleno de liquido, generalmente agua.Al girar el rotor las paletas se hunden progresivamente en el lecho fluido disminuyendo de esta forma el volumen encerrado entre ellas y produciendo la compresin.La caracterstica ms importante es que al tener el lecho fluido la compresin se realiza casi a la misma temperatura ya que sta acta como refrigerante. Se utiliza para procesos que requieran poca elevacin de la temperatura.

Compresor de tornillos simples: consiste en un par de rotores que tienen lbulos helicoidales de engranaje constante. Los rotores van montados en un crter de hierro fundido provisto de una admisin para aire en uno de los extremos y una salida en el otro. El aire aspirado llena un espacio existente entre dos lbulos, al mismo tiempo se inyecta aceite sometido a presin. El espacio va disminuyendo gradualmente para producir la compresin. Luego la mezcla aire/aceite sale por la descarga, pasando por un separador que elimina las partculas de aceite. Estos compresores giran a gran velocidad, se los utiliza en instalaciones que requieren de gran capacidad de aire comprimido.

DINMICOSSe basa en el teorema de la cantidad de movimiento donde gracias a la fuerza recibida del motor de arrastre se aumenta la velocidad del fluido, para posteriormente transformarla en presin.

Radial: El recorrido del gas se realiza, entre etapa y etapa, siguiendo un camino radial. El gas entra por el centro de una rueda giratoria, provista de aletas radiales, las cuales lanzan el aire hacia la periferia mediante la accin centrfuga. Antes de ser guiado hasta el centro del siguiente impulsor el aire pasa a travs de un difusor que transforma la energa cintica en presin. Se adapta bien a la refrigeracin intermedia en cada etapa.Posee altas velocidades comparado con otros compresores. Axial: El aire es impulsado por las paletas segn el sentido del eje. El gas pasa axialmente por el compresor por hileras alternadas de paletas estacionarias y rotativas que comunica velocidad y luego presin al gas. La refrigeracin entre etapas es dificultosa, limitando a la relacin de presin.Funcionan a mayores velocidades que los centrfugos y se utilizan en aplicaciones donde es necesario caudal constante y presiones moderadas.

d

d

d

d

Mezclas de N2 + O2

Oxigeno

Nitrogeno

0

100

50

-183C

-195.8C

Temperatura de ebullicin