UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E
INDUSTRIAS
CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE LAS LÍNEAS DE
DISTRIBUCIÓN BÁSICAS PARA UN TALLER AUTOMOTRIZ
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERO AUTOMOTRIZ
DOMÍNGUEZ SÁNCHEZ ANDRÉS ALBERTO
DIRECTOR: ING. MILTON REVELO
FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO PROYECTO DE TITULACIÓN
DATOS DE CONTACTO
CÉDULA DE IDENTIDAD: 1721812004
APELLIDO Y NOMBRES: Domínguez Sánchez Andrés Alberto
DIRECCIÓN: Caminos del Sur
EMAIL: Andres38491@gmail.com
TELÉFONO FIJO: 2 632-784
TELÉFONO MOVIL: 0984676531
DATOS DE LA OBRA
TITULO: Diseño e implementación de las líneas de distribución básicas para un taller automotriz
AUTOR O AUTORES: Domínguez Sánchez Andrés Alberto
FECHA DE ENTREGA DEL PROYECTO DE TITULACIÓN:
18/08/2016
DIRECTOR DEL PROYECTO DE TITULACIÓN:
Ing. Milton Revelo
PROGRAMA PREGRADO X POSGRADO TITULO POR EL QUE OPTA: Ingeniero Automotriz
PALABRAS CLAVES ABSTRACT
machines is in functioning, the type of used cable was 2 AWG, which wholesale protection took a name THHN that one supports temperatures 90 ºC. In the network of drinkable water the maximum flow that circulates was of 1,34 lt/seg, allowed to supply the necessary flow in the whole self-propelling workshop. This suggestion is born of the current requirement of the workshops of self-propelling maintenance that do not expire with the needed permissions. The obtaining result was the optimization of processes; reduction of dead points the efficiency and efficiency in all the processes.
KEYWORDS installation electrical, Installation of compressed air, Installation sanitary
Se autoriza la publicación de este Proyecto de Titulación en el Repositorio Digital de la Institución.
f:__________________________________________ DOMÍNGUEZ SÁNCHEZ ANDRÉS ALBERTO
DECLARACIÓN Y AUTORIZACIÓN
Yo, ANDRÉS ALBERTO DOMÍNGUEZ SÁNCHEZ, CI 1721812004 autor/a del proyecto titulado: TITULO (Diseño e Implementación de las Líneas de Distribución Básicas Para un Taller Automotriz) previo a la obtención del título de GRADO ACADÉMICO COMO APRECE EN EL CERTIFICADO DE EGRESAMIENTO en la Universidad Tecnológica Equinoccial.
1. Declaro tener pleno conocimiento de la obligación que tienen las Instituciones de Educación Superior, de conformidad con el Artículo 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior, de entregar a la SENESCYT en formato digital una copia del referido trabajo de graduación para que sea integrado al Sistema Nacional de información de la Educación Superior del Ecuador para su difusión pública respetando los derechos de autor.
2. Autorizo a la BIBLIOTECA de la Universidad Tecnológica Equinoccial a tener una copia del referido trabajo de graduación con el propósito de generar un Repositorio que democratice la información, respetando las políticas de propiedad intelectual vigentes.
Quito, 18 de agosto 2016
f:__________________________________________ DOMÍNGUEZ SÁNCHEZ ANDRES ALBERTO
DECLARACIÓN
Yo ANDRÉS ALBERTO DOMÍNGUEZ SÁNCHEZ, declaro que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.
_________________________ Andrés Alberto Domínguez Sánchez
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Diseño e implementación de las líneas de distribución básicas para un taller automotriz”, que, para aspirar al título de Ingeniero Automotriz fue
desarrollado por Andrés Alberto Domínguez Sánchez, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería e Industrias; y cumple con las condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos 19, 27 y 28.
___________________ Ing. Milton Revelo DIRECTOR DEL TRABAJO
DEDICATORIA
Dedico este trabajo a las dos personas más especiales en este mundo mis padres, Rosita Sánchez y Alberto Domínguez, quienes dedicaron todo su esfuerzo para formarme; como ser humano, como persona y por lo más gratificante como profesional.
A mi hermana y tía que me han brindado su apoyo incondicional y por compartir buenos y malos momentos.
De igual manera a toda mi familia que directa o indirectamente supieron brindarme su apoyo y consejos, logrando cumplir una meta más en mi vida.
AGRADECIMIENTO
Agradezco inmensamente al creador de todas las cosas a Mi Dios por haberme permitido culminar con otra etapa de mi vida, también por bendecir a toda mi familia.
ÍNDICE DE CONTENIDOS
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RESUMEN ... ix
ABSTRACT ... x
1. INTRODUCCIÓN ... 1
2. MARCO TEÓRICO ... 3
2.1 TALLER AUTOMOTRIZ ... 3
TIPO DE SERVICIOS QUE OFRECE UN TALLER AUTOMOTRIZ3 TIPOS DE TALLERES AUTOMOTRICES ... 3
2.2 LÍNEA DE DISTRIBUCIÓN NEUMÁTICA... 5
2.3 NEUMÁTICA ... 6
2.4 CONCEPTO DE AIRE COMPRIMIDO ... 6
2.5 COMPRESOR ... 8
2.6 TIPOS DE COMPRESORES ... 9
COMPRESOR DE ÉMBOLO ... 10
COMPRESORES ÉMBOLO ROTATIVO ... 11
TURBOS COMPRESORES ... 14
2.7 DESIGNACIÓN DEL COMPRESOR ... 15
2.8 DISEÑO DE UNA RED DE AIRE COMPRIMIDO ... 16
2.9 DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO ... 18
2.10 ESTACIÓN DEL COMPRESOR ... 20
2.11 TANQUES ACUMULADORES PARA AIRE COMPRIMIDO ... 20
2.12 SECADOR DE AIRE ... 21
SECADO POR ABSORCIÓN ... 21
SECADO POR ADSORCIÓN ... 22
SECADO EN FRÍO ... 23
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2.14 REGULADOR DE PRESIÓN ... 25
2.15 LUBRICADOR DE AIRE COMPRIMIDO ... 26
2.16 UNIDAD DE MANTENIMIENTO ... 26
2.17 LÍNEA DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA... 27
2.18 SUMINISTRO ELÉCTRICO ... 28
2.19 DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA ... 29
2.20 CONTADOR DE CONSUMO ELÉCTRICO ... 29
2.21 INTERRUPTOR AUTOMÁTICO PRINCIPAL ... 30
2.22 NIVEL DE VOLTAJE ... 31
2.23 INSTALACIÓN ELÉCTRICA ... 31
2.24 ESQUEMA ELÉCTRICO ... 32
2.25 CÓDIGO DE COLORES... 33
2.26 TIPO DE CIRCUITOS ... 33
2.27 ELEMENTO DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA ... 34
2.28 CONDUCTORES ELÉCTRICOS ... 35
2.29 CANALIZACIONES ELÉCTRICAS ... 36
TUBOS CONDUIT ... 37
DUCTOS ... 38
CAJAS DE CONEXIÓN ... 38
2.30 TOMA CORRRIENTES ... 40
PARTES DE UN TOMACORRIENTE MONOFÁSICO... 40
TOMACORRIENTES PARA SISTEMAS TRIFÁSICOS ... 40
2.31 INTERRUPTORES ... 41
2.32 LÍNEA DE DISTRIBUCIÓN HIDRÁULICA ... 42
ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE ... 43
PROCESO DE INSTALACIÓN DOMICILIARIA SANITARIA ... 44
DISEÑO DE INSTALACIONES SANITARIAS ... 45
SISTEMA DE CONSUMO ... 45
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3. METODOLOGÍA ... 51
3.1 INTRODUCCIÓN ... 51
3.2 INSTALACIÓN DE AIRE COMPRIMIDO ... 51
3.3 INSTALACIÓN ELÉCTRICA ... 52
3.4 INSTALACIÓN DE LA RED DE AGUA POTABLE ... 52
3.5 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN ... 53
3.6 MATERIALES Y MÉTODOS DE LA INVESTIGACIÓN ... 53
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN ... 56
4.1 NORMATIVA APLICADA A LA RED AIRE COMPRIMIDO ... 56
4.2 DISEÑO DE LA RED DE AIRE COMPRIMIDO ... 57
4.3 CONSUMO DEL SISTEMA ... 58
4.4 ELECCIÓN DEL COMPRESOR ... 61
4.5 INSTALACIÓN DE TUBERÍA DE AIRE COMPRIMIDO ... 62
4.6 INSTALACIÓN DEL SISTEMA ELÉCTRICA INSTALACIÓN ... 63
PLANOS ELÉCTRICOS ... 64
PLANOS DE LÁMPARAS ELÉCTRICAS ... 64
4.7 CÁLCULOS DE CONSUMOS: ... 65
CONSUMIODRES EXISTENTE EN EL TALLER AUTOMOTRIZ . 65 4.8 CONDUCTOR Y CAJETINES ... 70
4.9 INSTALACIONES DE RED DE AGUA POTABLE ... 72
4.10 DISEÑO DE LA RED DE AGUA POTABLE ... 72
4.11 CALCULO DE CONSUMO DE RED DE AGUA POTABLE ... 74
COLLARÍN DE TOMA... 76
TUBERÍA DE ACOMETIDA ... 76
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 78
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5.2 RECOMENDACIONES ... 79
BIBLIOGRAFÍA ... 80
ÍNDICE DE TABLAS
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Tabla 1. Propiedades del aire comprimido ... 7
Tabla 2. Clasificación de los fluidos ... 17
Tabla 3. Niveles de servicios para el abastecimiento de agua ... 43
Tabla 4. Diseño de un sistema de distribución de aire comprimido. ... 57
Tabla 5. Datos de consumo de equipos ... 59
Tabla 6. Identificación de cargas del taller automotriz ... 67
ÍNDICE DE FIGURAS
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Figura 1. Partes de una red de aire comprimido ... 5
Figura 2. Compresor de aire ... 8
Figura 3. Clasificación de compresores ... 9
Figura 4. Tipos de compresores de 1 y 2 etapas ... 10
Figura 5. Compresor de membrana ... 11
Figura 6. Compresor rotativo ... 12
Figura 7. Compresor de tornillo ... 13
Figura 8. Compresor Root ... 14
Figura 9. Compresor axial ... 14
Figura 10. Compresor radial ... 15
Figura 11. Ejemplo de una red de aire comprimido ... 16
Figura 12. Circuito abierto ... 18
Figura 13. Circuito cerrado ... 19
Figura 14. Redes mixtas ... 19
Figura 15. Estación del compresor ... 20
Figura 16. Acumuladores de aire comprimido ... 21
Figura 17. Secador por absorción ... 22
Figura 18. Secador por adsorción ... 23
Figura 19. Secador en frio ... 24
Figura 20. Filtro de aire comprimido ... 25
Figura 21. Regulador de presión ... 25
Figura 22. Lubricador de aire comprimido ... 26
Figura 23. Unidad de mantenimiento ... 27
Figura 24. Diagrama del Sistema de suministro eléctrico ... 28
Figura 25. Acometidas de Baja Tensión ... 29
Figura 26. Contador eléctrico ... 30
Figura 27. Interruptor Industrial ... 30
Figura 28. Sistema eléctrico ... 31
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Figura 30. Esquema de montaje ... 32
Figura 31. Código de colores ... 33
Figura 32. Circuitos eléctricos en serie y paralelo ... 34
Figura 33. Denominaciones y tipos de conductores ... 35
Figura 34. Medidas de conductores ... 36
Figura 35. Caja rectangular metálica ... 39
Figura 36. Caja redonda metálica ... 39
Figura 37. Partes de un tomacorriente ... 40
Figura 38. Tomacorriente trifásico ... 41
Figura 39. Interruptor Doméstico ... 41
Figura 40. Interruptor Industrial ... 42
Figura 41. Conexión domiciliaria ... 44
Figura 42. Elementos necesarios para las instalaciones sanitarias ... 46
Figura 43. Diseño de la investigación ... 53
Figura 44. Líneas de distribución de aire comprimido y red eléctrica ... 54
Figura 45. .Imágenes tomadas con la cámara fotográfica ... 55
Figura 46. Plano de aire comprimido ... 58
Figura 47. Unidad compresora... 62
Figura 48. Instalación de la tubería de la red de aire comprimido... 63
Figura 49. Instalaciones de toma Corrientes 110-220 y trifásicas ... 64
Figura 50. Plano de lámparas eléctricas ... 64
Figura 51. Áreas específicas del taller automotriz ... 66
Figura 52. Amperaje que soporta los cables de cobre ... 69
Figura 53. Identificación de los conductores por su color ... 70
Figura 54. Instalación de toma corriente ... 71
Figura 55. Caja térmica ... 71
Figura 56. Lámpara colgante instalada ... 72
Figura 57. Diseño de la red de agua potable ... 73
Figura 58. Contador y llave de corte general ... 77
ÍNDICE DE ANEXOS
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Anexo Nº 1. Tablas de mediciones de tubería en mm cedula 40 ... 84
Anexo Nº 2. Instalación de aire ... 85
Anexo Nº 3. Instalación de red eléctrica ... 85
Anexo Nº 4. Simbología de red de agua potable ... 86
Anexo Nº 5. Simbología eléctrica ... 87
Anexo Nº 6. Tabla de colores de identificación para tuberías ... 88
RESUMEN
ABSTRACT
1. INTRODUCCIÓN
La Carrera de Mecánica Automotriz se ha diferenciado por estar al desarrollo de los diferentes métodos formativos. El cual permitió ejecutar, el tema diseño e implementación las líneas de distribución básicas para un taller automotriz. El presente proyecto de titulación versa sobre la distribución óptima de las líneas de distribución básica como son aire comprimido, red eléctrica de 110v y 220 v y trifásicas la buena distribución de la red de agua potable de un taller automotriz.
Para alcanzar esta distribución se tomó en cuenta todas las consideraciones recomendaciones y conocimientos desarrollados por la ingeniería mecánica automotriz; tanto en la optimización los recursos de instalaciones, neumáticas, eléctricas, hidráulicas. Para poder obtener una distribución de las características antes mencionadas se debe conjugar la ergonomía, los procesos involucrados y sus requerimientos, la minimización de tiempos y espacios muertos; con la comodidad de las personas, en un ambiente seguro y amigable con la naturaleza. Bajo estas condiciones lo que se busca es optimizar la efectividad, productividad y eficacia del taller; sin escatimar esfuerzos en lo relacionado a la funcionalidad, la comodidad de las personas internas y externas la seguridad industrial y la higiene ambiental.
Finalizando se debe acotar que el presente trabajo resultara una guía para mostrar cómo se puede llegar a optimizar o diseñar una distribución de planta ideal de las líneas de distribución básicas en un taller automotriz.
inconvenientes en las líneas de distribución como son aire comprimido agua potable y red eléctrica.
Con la realización de este proyecto se logrará el diseño e implementación de las líneas de distribución básicas para un taller automotriz. El cual nos permitirá la distribución óptima del taller que satisfaga los requerimientos de productividad enfocados al cliente externo como interno.
El objetivo principal es diseñar e implementar las líneas de distribución básicas para un taller automotriz. Además los objetivos específicos que se desarrollaron en esta investigación fueron:
Determinar las partes que conforma los sistemas de aire comprimido e instalación eléctrica, red de agua potable en talleres automotrices.
Diseñar cada una de las líneas de distribución con la ayuda de un programa de diseño CAD.
2. MARCO TEÓRICO
2.1 TALLER AUTOMOTRIZ
Taller proviene del francés atelier y hace referencia a un establecimiento donde se realiza trabajos manuales, un taller mecánico es donde se dedican a la reparación y mantenimientos de vehículos livianos y pesados.
“En la actualidad existen talleres mecánicos para marcas en específico que pueden o no reparar todo tipo de marcas, pero solo venden productos de su marca y otras que son independientes que reparan y venden todo tipo de marcas, son conocidas como "Multimarca". Existen talleres que se especializan en diferentes partes de los vehículos” (Autosoporte, 2014).
TIPOS DE SERVICIOS QUE OFRECE UN TALLER AUTOMOTRIZ
1. Mecánica General 2. Enderezada y pintura
3. Servicio eléctrico automotriz 4. Alineación y balanceo 5. Rectificación de motores 6. Venta de repuestos. 7. Venta de Vehículos.
TIPOS DE TALLERES AUTOMOTRICES
Talleres eléctricos: En estos sitios se revisan, reparan o cambian todos los componentes del sistema eléctrico del automóvil, desde un fusible o un foco hasta una batería o un alternador.
Taller de lavado y lubricación de carros: Estos talleres usualmente ubicados junto a las gasolineras donde dan servicio completo de lavado (chasís y motor) y lubricación; realizan también los cambios de aceite, de filtros, de bandas.
Taller de enderezada y pintura: Estos talleres se dedican a reparar y pintar la carrocería del auto. Los precios, la calidad y la reputación varían mucho. Se le recomienda pedir presupuestos y referencias.
Taller de alineación y balanceo: Se encargan de vender, reparar y renovar las llantas. Algunos ofrecen servicio de alineación y balanceo.
Taller de vidriería: Se especializan en cambiar los vidrios rotos y estrellados, suelen tener mejores precios que las concesionarias. También ofrecen servicio de pulido de vidrios.
Taller de tapizado: Se especializan en vestiduras tanto de asientos como de las puertas. También suelen instalar toldos de tela o vinilo.
Reparación de tubo de escape: Antes de acudir a uno de estos talleres, revise el tubo de escape, el mofle y el silenciador, ya que en estos sitios prefieren cambiar largos tramos del sistema de escape que realizar reparaciones pequeñas.
2.2 LÍNEA DE DISTRIBUCIÓN NEUMÁTICA
Como concepto general la energía no se crea ni se destruye solo se transforma, es por eso que el aire comprimido es la energía más utilizada por el hombre y la más antigua, presta un importante papel para industria en general. Sus principales aplicaciones van desde el manejo de herramientas de todo tipo como (pistolas de pinturas, taladros, lijadoras excéntricas), de igual forma el accionamiento de válvulas neumáticas.
Es una herramienta que permite a los operadores realizar trabajos a presión, por medio de la las líneas de distribución de aire comprimido, el cual permite trabajar con energía limpia; además de su fácil trasportación en las plantas industriales, ocupa menor espacio y permitiendo que el aire comprimido no se inflame. Una línea de distribución de aire comprimido está formada como se explica en la figura 1.
Figura 1.Partes de una red de aire comprimido
RED DE A IRE COM P RIM IDO Compresor
Secador de aire
Tubería
Tubería de cobre
Tubo de acero galvanizado
Plástico PVC
Latón
Tubo de acero negro
Acero fino Regulador de aire
comprimido
Unidad de mantenimiento
2.3 NEUMÁTICA
La neumática se basa en las propiedades de los gases desde el punto de vista de su movimiento, el cual aprovecha la energía de la sobrepresión o la de presión Neumática es el modo o técnica que necesita el aire comprimido, a manera de transmisión de energía necesaria para, hacer funcionar mecanismos y realizar un trabajo útil, esto se da mediante válvulas que toman las veces de interruptores, pulsadores entre otros.
Los términos neumático y neumática proviene de la palabra griega <<pneuma>>, que significa <<aliento>> o <<soplo>>.En su acepción original, la neumática se ocupaba de la dinámica del aire y de los fenómenos gaseosos, pero la técnica a creado de ella un concepto propio pues en la neumática se habla de la aplicación de la sobre presión o de la depresión (vacío) (Deppert & Stoll, 2000).
2.4 CONCEPTO DE AIRE COMPRIMIDO
El aire es comprimible, que al aplicase fuerza por medio de un compresor sufre una sobre presión, el cual eleva la presión al valor del trabajo deseado, permite el funcionamiento de las diferentes máquinas y herramientas utilizadas en el taller además se puede dimensionar la red con el fin de poder implementar con el tiempo máquinas y herramientas nuevas adquiridas en el futuro que el objetivo que el compresor no resulte más tarde insuficiente pidiéndose reducir gastos muy considerado en lo posterior para los taller de automotriz.
Tabla 1.Propiedades del aire comprimido
Abundante Está disponible para su compresión prácticamente en todo el mundo en cantidades ilimitadas.
Transportable: El aire comprimido puede ser fácilmente transportado por tuberías, incluso a grandes distancias. No es necesario disponer tuberías de retorno.
Almacenable: No es preciso que un compresor permanezca continuamente en servicio. El aire comprimido puede almacenarse en depósitos y tomarse de éstos. Además, se puede transportar en recipientes (botellas).
Temperatura: El aire comprimido es insensible a las variaciones de temperatura; garantiza un trabajo seguro incluso a temperaturas extremas.
Antideflagrante: No existe ningún riesgo de explosión ni incendio; por lo tanto, no es necesario disponer instalaciones anti de flagrantes, que son caras.
Limpio: El aire comprimido es limpio y, en caso de faltas de estanqueidad en tuberías o: elementos. No produce ningún ensuciamiento. Esto es muy importante, por ejemplo, en las industrias alimenticias de la madera, textiles y del cuero.
Constitución de los elementos:
La concepción de los elementos de trabajo es simple y por tanto, de precio económico.
Velocidad: Es un medio de trabajo muy rápido y por eso permite obtener velocidades de trabajo muy elevadas. (La velocidad de trabajo de cilindros neumáticos puede regularse sin escalones.
Compresible: Con aire comprimido debe ser preparado, antes de su utilización. Es preciso eliminar impurezas y humedad (al objeto de evitar un desgaste prematuro de los componentes).
Escape: El escape de aire produce ruido. No obstante. Este problema ya se ha resuelto en gran parte, gracias al desarrollo de materiales insonorizantes.
2.5 COMPRESOR
En cualquier circuito neumático, la parte más importante es aquella en donde se produce el aire comprimido; esta parte es el elemento llamado compresor. Un compresor es una máquina que tiene la función de aspirar el aire del ambiente a presión atmosférica y lo comprime hasta lograr una presión de acuerdo al trabajo desea, el cual permitirá mover los diferentes máquinas y herramientas.
“Compresor también se lo denomina a toda máquina que impulsa aire, gases o vapor, ejerciendo influencias sobre las condiciones de presión.” Como se puede evidenciar en la figura 2 (Deppert & Stoll, 2000).
Figura 2. Compresor de aire (Libreta tecnológica, 2012)
2.6 TIPOS DE COMPRESORES
Al compresor se lo cataloga como el núcleo de la red de aire comprimido, dando el caudal suficiente para hacer funcionar las diversas maquinarias y herramientas. En la actualidad existen diversas gamas de compresores en el mercado local, para las diferentes industrias ya sean, química, metalmecánica y automotriz; permitiendo dar un buen uso de estas en cada campo requerido. Al tener una idea de las diferentes clases y calidad de los compresores nos permitirá clasificarlos en las distintas áreas de trabajo aplicables, además de dar mejor uso al compresor.
En la práctica los compresores más empleados y que han dado mejor resultado en las instalaciones de aire comprimido, para los usos de los sistemas neumáticos de mando son los compresores de émbolo y los rotatorios véase en la figura 3 (Deppert & Stoll, 2000).
COMPRESOR DE ÉMBOLO
2.6.1.1 Compresor de émbolo oscilante
Según el autor el compresor de émbolo oscilante (pistón) es el más utilizado actualmente en la industria automotriz, permitiendo realizar trabajos de calidad, facilitando el trabajo a los operadores; estos tipos de compresores los encontramos en el mercado local con una caudal de baja, mediana y alta presión, además de las distintas marcas expuestas en el mercador local ecuatoriano (MZB air compresor), BP 40LTS; FINI YL90S2). “Su campo de trabajo se extiende desde unos 100 KPa (1bar) a varios miles KPa (bar).Son refrigeradas por aire o por agua” (Meixner & kober, 2002).
El compresor más frecuente empleado es el de émbolo, pudiendo emplearse como unidad estacionaria (fija) o móvil existiendo desde los equipos más pequeños hasta los que entregan caudales superiores a los 500Nm2/min. Los compresores de embolo de un etapa comprimen el aire hasta la presión final de 6Kp/cm2 y en caso excepcional llega hasta 10Kp/cm2; los compresores de dos etapas llegan normalmente hasta 15Kp/cm2; pudiendo conseguir los compresores de émbolo de alta presión con tres y cuatro escalones, presiones finales de hasta 250Kp/cm2 (Deppert & Stoll, 2000) Véase en la figura 4.
2.6.1.2 Compresor de membrana
El compresor de membrana es parte del grupo de compresores de émbolo; la diferencia es que una membrana le separa del embolo de la cámara de trabajo. Este tipo de compresores se los emplea con frecuencia en la industria química, farmacéutica e alimenticia, debido a la membrana que no permite el paso de aceite a la red de aire comprimido (Meixner & kober, 2002) Como se puede Apréciese en la figura 5.
Figura 5. Compresor de membrana (Soler, 2013)
COMPRESORES ÉMBOLO ROTATIVO
Este tipo de compresor costa de un émbolo que está animado de un movimiento rotatorio. El aire es comprimido por la continua reducción del volumen en un recinto hermético (Meixner & kober, 2002).
Se clasifica en:
Compresor rotativo celular
Compresor helicoidal bicelular
2.6.2.1 Compresor rotativo multicelular
Tiene la ventaja de generar grandes cantidades de aire pero con vestigios de aceite, por lo que en aquellas empresas en que no es dispensables la esterilidad presta un gran servicio, al mismo tiempo el aceite pulverizado en el aire lubrica las válvulas y elementos con el control y potencia (Sapiensman, 2015).
Los compresores rotativos de células múltiples o también compresores de discos presentan una buena aptitud para los equipos productores de aire comprimido, y el resto de los tipos de este grupo apenas se emplean en las Neumáticas. El eje de los compresores de células múltiples está excéntricamente situado en el interior de un cilindro. De este modo, se origina una cámara de comprensión en forma de hoz. Esta cámara es comprimida contra el cilindro exterior dividiendo varias células mediantes una correderas móviles situadas en el rotor (Deppert & Stoll, 2000) véase en la figura 6 las ventajas de este compresor es que ocupan dimensiones son más pequeñas, y su trabajo es más sigiloso y no tiene vibraciones y su caudal es uniforme, cuando el rotor da vueltas, las aletas son oprimidas por las fuerzas centrifugas contra el panel del cartel, debido a la excentricidad el espesor de las células varia constantemente (Meixner & kober, 2002).
2.6.2.2 Compresores de tornillo helicoidal
El compresor de tornillo tiene un desplazamiento positivo es decir que el aire se traslada linealmente, además de basar su técnica en el desplazamiento del aire desde las cámaras creadas con la rotación simultánea en sentido contrario de los dos tornillos; el aire llena los espacios creados entre ambos tornillos ensanchando la presión según se va disminuyendo el espesor en las mencionadas cámaras.
Estos compresores son de tipo volumétrico, su diseño ha tenido diversas transformaciones teniendo como consecuencia consiguiendo ser compatible para satisfacer las necesidades de una amplia escala de caudale que van desde 2.5 a 8 m3/min en compresores de tornillo de dos etapas para presiones máximas de trabajo de 8 a10 bar. “Su funcionamiento está conformado por dos tornillos helicoidales que engrana con sus perfiles cóncavo y convexo impulsan hacia el otro lado el aire aspirado axialmente” como se puede observar en ala figura 7 (Meixner & kober, 2002).
Figura 7.Compresor de tornillo (Meixner & kober, 2002)
2.6.2.3 Compresor roots
baño de aceite. A diferencia de otro tipo de compresores, los rotores no rozan ni entre sí ni con el estator, el cual nos da una ventaja que los rotores no necesitan lubricación en la cámara de compresión. El cual entrega un aire totalmente exento de aceite véase en la figura 8 (Deppert & Stoll, 2000).
Figura 8.Compresor Root (Meixner & kober, 2002)
TURBOS COMPRESORES
“Trabaja según el principio de dinámica de los fluidos, son muy apropiados para grandes caudales. Se fabrican de dos tipos axial y radial. Su funcionamiento consiste cuando el aire se pone en circulación por medios de una o varias ruedas de turbina.” (Meixner & kober, 2002)Esta energía cinética se convierte en una energía elástica de compresión”. Como pueden observar en las figuras 9 y 10 los compresores turbo compresores axial y radial.” (Meixner & kober, 2002).
Figura 9. Compresor axial
Figura 10.Compresor radial (Meixner & kober, 2002)
2.7 DESIGNACIÓN DEL COMPRESOR
Para realizar el cálculo del caudal de aire comprimido es preciso establecer un caudal medio para cada una de las herramientas (por ejemplo, 280 l/min.), así como recabar información (en el caso de un taller), la cantidad de empleados que pueden trabajar en el área productiva del mismo. Para obtener el caudal total, basta con multiplicar el consumo medio, es decir, 280 litros/minuto en este caso, por el número de operarios productivos del taller. En este cálculo se debe considerar el 10% de consumo adicional por fugas en las tuberías y un 10% adicional por una posible ampliación futura del sistema (Merlin, 2014).
Potencia: Medida en CV (Caballos de vapor), los compresores de aire suelen oscilar entre una potencia de entre 1.5 CV a 5 CV. Indicados en su caso para pasar de un uso doméstico a profesional o industrial de menor a mayor (Merlin, 2014).
Presión de trabajo: La mayoría de las máquinas y equipos de aplicación no requieren presiones superiores a 6 bares para su funcionamiento, medida de presión de estos aparatos (Merlin, 2014).
2.8 DISEÑO DE UNA RED DE AIRE COMPRIMIDO
Cuando diseñamos una red de aire comprimido lo primero que debemos hacer es levantar u obtener un plano de la planta donde claramente se ubiquen los puntos de demanda de aire anotando su consumo, calidad y presión requeridos. Es necesario identificar el lugar donde se van a emplazar el compresor de aire comprimido o en su caso la sala de máquinas de compresores. Es necesario realizar un buen trabajo puesto que una vez realizada la distribución esta influirá en las futuras ampliaciones y mantenimiento de la red, Un ejemplo en la figura 11 (Cassani, 2016).
Figura 11. Ejemplo de una red de aire comprimido (Mecánica, 2013)
En las plantas industriales, se debe especificar la capacidad de la tubería y su calidad adecuada para conducir aire comprimido, debe considerarse diversos factores y los parámetros que interviene.
Es preferible instalar un grupo de filtro-regulador de presión y lubricador de aire en cada estación de consumo.
El secador de aire que se ve en la figura 11 se usa en casos de elevado consumo de aire.
En cada estación de consumo se instala un acople rápido.
Se usan de preferencia válvulas de media vuelta.
Observe en la figura 11 el cuello de ganso formado para que el agua que se condensa resbale de regreso a la línea principal de suministro. Esta a su vez tiene una pendiente de al menos un 0.75% aproximadamente lo que permite al agua condensada resbalar hacia el extremo de la instalación donde debe ser drenada a diario sobre todo en climas tropicales (Mecánica, 2013).
Según las normas INEN 440 Los fluidos transportados por tuberías se dividen, para efectos de identificación, en diez categorías, a cada una de las cuales se le asigna un color específico, véase Tabla 2.
Tabla 2.Clasificación de los fluidos
FLUIDO CATEGORIA COLOR Agua
Vapor de agua Aire y oxigeno Gases combustibles Gases no combustibles Ácidos Alcalis Líquidos combustibles Líquidos combustibles Vacío 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 Verde Gris-plata Azul Amarillo ocre Amarillo ocre Anaranjado Violeta Café Negro Gris Agua o vapor contra incendios
GLP ( gas licuado de petróleo)
- -
Rojo de seguridad Blanco
2.9 DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO
La distribución de aire comprimido, no sólo es importante el correcto dimensionamiento, sino también la correcta instalación de las mismas. Las tuberías necesitan una vigilancia y mantenimiento regulares, por lo que no deberán instalarse en localizaciones angostas, ya que la detección y reparación de fugas o averías resultará muy difícil (Etitudela, 2011).
Siempre que no se disponga de un equipo de secado que garantice la imposibilidad de condensación de agua en la red, las tuberías principales deberán colocarse con una inclinación descendente de un 2 o 3 % en el sentido de circulación del aire, para que el agua condensada pueda evacuarse al exterior a través de purgas colocadas en los puntos más bajos de la instalación (Etitudela, 2011).
Las derivaciones de tomas de aire de la red principal, se harán siempre por la parte superior de la tubería.
Para el tendido de la red principal se adoptan tres sistemas:
En la figura 12 podemos apreciar un circuito abierto, que se emplea en instalaciones de bajo consumo. Su tendido es lineal, la estación de compresión se conecta en un extremo y el otro está cerrado (Etitudela, 2011).
En circuito cerrado, como se puede observar en la figura 13 que se usa en instalaciones con consumos intermedios o altos. Su tendida forma un anillo y la presión se mantienen más uniforme (Etitudela, 2011).
Figura 13.Circuito cerrado (Etitudela, 2011)
Las redes mixtas están formadas por una red cerrada de la que se derivan varias redes abiertas. En la figura 14 podemos ver una red mixta para industrias grandes (Etitudela, 2011).
Figura 14.Redes mixtas (Etitudela, 2011)
2.10 ESTACIÓN DEL COMPRESOR
Una de las recomendaciones es que el compresor debe ubicarse en un lugar cerrado insonorizado. El lugar tiene que estar bien ventilado y el aire aspirado debe ser lo más fresco, limpio de polvo y lo más seco posible. Como se evidencia en la figura 15.
Figura 15. Estación del compresor
2.11 TANQUES ACUMULADORES PARA AIRE COMPRIMIDO
El acumulador o depósito sirve para estabilizar el suministro de aire comprimido. Compensa las oscilaciones de presión en la red de tubería a medida que se consume aire comprimido. Gracias a la gran superficie del acumulador, el aire se refrigera adicionalmente. Por este motivo, en el acumulador se desprende directamente una parte de humedad del aire en forma de agua (Meixner & kober, 2002).
Figura 16.Acumuladores de aire comprimido (Directindustry, 2014)
2.12 SECADOR DE AIRE
El agua contenida en el aire comprimido puede causar sólo ligeros daños, siempre que continúe como vapor de agua en el aire. Una vez que este vapor de agua se condensa, la historia cambia radicalmente. El agua en forma líquida puede causar la oxidación y corrosión de las tuberías, atascamiento de los actuadores y daños a herramientas e instrumentos. Los Secadores de Aire remueven el vapor de agua y disminuyen el punto de rocío del aire comprimido. Previenen la formación de agua líquida, pero no eliminan todos los demás contaminantes, los cuales se usan filtros (Cyrsistemas, 2012).
SECADO POR ABSORCIÓN
exterior por medio de una válvula. La masa higroscópica se consume, por lo que se hace necesaria su reposición periódica. En la salida de estos equipos hay que colocar un filtro terminal que elimine las partículas de sal que arrastra el aire. En la figura 17 se puede observar el principio de funcionamiento del secador (Etitudela, 2011).
Figura 17. Secador por absorción (Etitudela, 2011)
SECADO POR ADSORCIÓN
Este secado se basa en la fijación de las moléculas de agua a las paredes de un elemento poroso compuesto básicamente por dióxido de silicio. Como el elemento adsorbente se satura, este equipo de secado está formado por dos depósitos y mientras uno está activo el otro se regenera o seca usando para ello aire caliente.
Figura 18.Secador por adsorción (Etitudela, 2011)
SECADO EN FRÍO
En este método la separación del agua se realiza por enfriamiento. El aire entra en el equipo a través de un intercambiador de calor, donde es pre enfriado por el aire frío y seco que sale de la instalación frigorífica. En la cámara frigorífica el aire es enfriado hasta 2º C; no debe bajarse de esta temperatura, ya que comienza la congelación de los condensados (Etitudela, 2011).
A la salida del frigorífico se instala un separador que evacua los condensados al exterior a través de una purga automática. En la siguiente figura 19 podemos apreciar el procedimiento que realiza el secado en frío.
Figura 19. Secador en frio (Etitudela, 2011)
2.13 FILTRO DE AIRE COMPRIMIDO
Tiene la misión de eliminar las últimas impurezas que puede llevar el aire. Es un recipiente en cuya parte superior se instala una placa deflectora que provoca el centrifugado del aire.
Las impurezas, tanto sólidas como líquidas, chocan contra las paredes del recipiente, caen al fondo y son evacuadas al exterior a través de una purga, que puede ser manual o automática como se puede observar en la figura 20.
Figura 20. Filtro de aire comprimido (Etitudela, 2011)
2.14 REGULADOR DE PRESIÓN
“La válvula reguladora, reduce la presión de la red al nivel requerido de la instalación y lo mantiene constante aunque haya variaciones en el consumo. En su funcionamiento, la presión de salida es regulada por una membrana que está sometida por un lado a la fuerza de un resorte accionado por un tornillo y por el otro, a la ejercida por la propia presión de salida. Si la presión de salida aumenta debido a la disminución de caudal, la membrana se comprime y la válvula de asiento se cierra. En el caso contrario, la válvula de asiento se abre y permite el paso de aire procedente de la red”. Como se puede observar en la figura 21 (Etitudela, 2011).
2.15 LUBRICADOR DE AIRE COMPRIMIDO
El lubricador, incorpora al aire comprimido una fina niebla de aceite para lubricar las partes móviles de los componentes neumáticos. El aceite asciende a la parte superior del lubricador por efecto Venturi y cae en la corriente de aire, que lo nebuliza y lo transporta a la instalación. Las unidades de mantenimiento tienen una salida de aire auxiliar antes del lubricador para las partes de la instalación que precisen aire sin lubricar. (Etitudela, 2011) Obsérvese en la figura 22 el lubricador de aire comprimido.
Figura 22.Lubricador de aire comprimido (Etitudela, 2011)
2.16 UNIDAD DE MANTENIMIENTO
LA unidad de mantenimiento representa una combinación de los siguientes elementos: obsérvese en la figura 23.
Filtro de aire comprimido Regulador de presión
El caudal total de aire en m3/h es decisivo para la elección del tamaño de unidad. Si el caudal es demasiado grande, se produce en las unidades una caída de presión demasiado grande. Por eso es imprescindible respetar los valores indicado por el fabricando (Meixner & kober, 2002).
Figura 23.Unidad de mantenimiento (Meixner & kober, 2002)
2.17 LÍNEA DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA
2.18 SUMINISTRO ELÉCTRICO
En el sistema de suministro eléctrico se pueden diferenciar tres partes diferentes:
La generación: que produce la energía necesaria para satisfacer el consumo en las Centrales Eléctricas. Estas centrales se encuentran alejadas de los puntos de consumo, por eso hay que transportar la energía generada en ellas (Areatecnologia, 2006).
El transporte: que permite llevar la energía producida en las centrales hasta los centros de consumo (Areatecnologia, 2006).
La distribución: que hace posible que la energía llegue a los clientes finales (Areatecnologia, 2006).
En la figura 24 que se muestra el diagrama esquematizado del Sistema de suministro eléctrico.
2.19 DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
El suministro de energía eléctrica llega a las viviendas, fábricas o talleres mediante un cable llamado acometida véase en la figura 25. Este cable está conectado al contador, que puede situarse en cada vivienda o bien en un cuarto de contadores que reúne todos los contadores de las viviendas de un edificio. Un cable conecta el contador con el cuadro eléctrico situado en la entrada de la vivienda. En él se encuentra el interruptor general automático, que corta la corriente se la intensidad es muy elevada o si se produce un cortocircuito.
Otro elemento de seguridad es el diferencial, que corta la corriente en caso de que se produzcan accidentes al tocar cables pelados, etc. Desde el cuadro parten distintos cables que recorren las estancias de la casa y conducen la electricidad hasta los puntos de luz y los enchufes (Jaramillo, 2015).
Figura 25.Acometidas de Baja Tensión (Jaramillo, 2015)
2.20 CONTADOR DE CONSUMO ELÉCTRICO
pago para poder cancelar en entidades de la empresa o bien en los bancos. Como se puede evidenciar en la figura 26 el contador eléctrico.
Figura 26.Contador eléctrico (Jaramillo, 2015)
2.21 INTERRUPTOR AUTOMÁTICO PRINCIPAL
Después de pasar la corriente eléctrica por el contador pasa por el interruptor automática principal, al desconectar elimina el suministro de corriente eléctrica a todo el taller, esto permite proteger todas las maquinarias o herramientas que estén conectados. Si se produce un cortocircuito.
Es muy importante mencionar que existe diferentes interruptores, los tipo industrial son los que vamos a utilizar en nuestro proyecto, centro de carga utilizados para distribución de corriente en residencias, y el utilizados en hospitales, edificios, oficinas tableros de alumbrados. Se puede observar en la figura 27.
2.22 NIVEL DE VOLTAJE
Al realizar una instalación eléctrica identificar el nivel de voltaje es una de las partes más importante para el desarrollo de proyecto, a continuación veremos la clasificación.
Baja tensión (120v – 600v)
Mediana tención (600v – 40kv)
Alta tensión (69kv – 138kv – 230kv)
Es necesario señalar el tipo de instalación que se está realizando, también podemos referirnos a cada uno como instalación eléctrica residencial o instalación eléctrica industrial.
2.23 INSTALACIÓN ELÉCTRICA
Al efectuar la instalación eléctrica es necesario tener en cuenta los diferentes consumos como son máquinas, herramientas, etc. Cada uno de ellas funciona con diferente voltaje. Es por eso que en fábricas o talleres es necesario instalar tomas de 110v y 220v (trifásico). Los cuales debe existir la cantidad suficiente para poder suplir las necesidades. Obsérvese en la figura 28 el sistema eléctrico.
2.24 ESQUEMA ELÉCTRICO
Un esquema eléctrico es la representación de una red eléctrica. Se dan básicamente dos tipos de esquemas, que son el esquema eléctrico y el de montaje. Esquema eléctrico este tipo de esquemas sirven para dirigirse en las instalaciones eléctricas, para verificar las conexiones de dicho esquema y como guía de posteriores reparaciones. Esquema de montaje este tipo de esquema representa los emplazamiento aproximados de los aparatos, elementos y de los mandos en los planos (Barrios & santos, 2002).
En las figuras 29 y 30 se muestra los dos tipos de esquema eléctricos y de montaje los cuales nos ayudara en la construcción de la red eléctrica (Areatecnologia, 2006).
Figura 29.Esquema Eléctrico (Socket, 2013)
2.25 CÓDIGO DE COLORES
Para poder identificar los diferentes conductores es necesario saber el código de colores obsérvese en la figura 31. Los conductores o cables de fase deben ser de color café (marrón), negro o gris, el neutro debe ser de color azul y el conductor de tierra física o puesta a tierra para evitar descargas que pudieran ser peligrosas debe ser de color verde o verde amarillo. (Jaramillo, 2015)
Figura 31.Código de colores (Jaramillo, 2015)
2.26 TIPO DE CIRCUITOS
Conexión mixta: Cuando en el mismo circuito eléctrico encontramos elementos montados en serie i elementos montados en paralelo. Para hacer cálculos lo mejor es ir haciendo agrupaciones e ir simplificando el circuito hasta al final obtener un circuito simple, que conste de una pila y una resistencia.
Figura 32.Circuitos eléctricos en serie y paralelo (Colegioglenndoman, 2015)
2.27 ELEMENTO DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA
Al Instalar una red eléctrica los elementos tienen que tener la siguiente característica primero debe conducir, proteger y controlar la energía eléctrica.
Los componentes necesarios para una instalación eléctrica son:
Conductores eléctricos
Canalizaciones eléctricas
2.28 CONDUCTORES ELÉCTRICOS
Al realizar el siguiente proyecto, la instalación eléctrica para talleres o residencias los elementos que permiten la trayectoria de circulación de la corriente eléctrica son los conductores o alambres forrados con un material aislante, que nos garanticen una buena conductividad y resistencia mecánica y que cumpla con los requisitos establecido.
Los diámetros de los cables y alambres se categorizan de acuerdo al sistema AWG (American Wire Gauge). Mientras más pequeño sea el número AWG será mayor el diámetro de un cable.
El diámetro de los alambres y cables está directamente relacionado con la corriente que éstos pueden soportar, mientras mayor diámetro tengan, podrán conducir más amperes (la corriente se mide en amperios A).
Si se hace pasar por un cable una corriente mayor a la que éste puede soportar, el cable podría sufrir un sobrecalentamiento e incluso ocasionar un incendio, además de generar un desperdicio de energía, a continuación veremos los tipos y medidas de conductores en la figura 33.
Los conductores 12 y 14 son los más utilizados para circuitos domésticos y los conductores 6 y 8 para talleres industrias que no supere 240v. Véase en la figura 34 el consumo de corriente.
Figura 34.Medidas de conductores (Jaramillo, 2015)
2.29 CANALIZACIONES ELÉCTRICAS
Tubos
Ductos
Cajas de conexión
TUBOS CONDUIT
Actualmente existen en el mercado una gran diversidad de tuberías conduit, dependiendo de qué tipo de material que está fabricado, esta se clasifica; metálica y no metálica. Las no metálicas se fabrican en materiales termo plástico ya sea de PVC o de polietileno; en el caso delas canalizaciones metálica, se fabrican en acero, hierro o aluminio.
Tubo de acero galvanizado de pared gruesa: Este tubo está protegido interior y exteriormente por medio del acabado galvanizado, puede ser empleados en cualquier clase de trabajo dada su resistencia. En especial, se recomienda en instalaciones industriales tipo visible o en instalaciones a la intemperie (Harper, 2003).
Tubo de acero galvanizado de pared delgada: la diferencia de este tubo con respeto al de pared gruesa es: que el espesor de la pared de tubo es de la mitad, su aplicación son del mismo tipo por su propiedades de resistencia a la humedad, solo que no se le puede hacer rosca en los extremos y se une por medio de acoples u otro tipo de conectores (Harper, 2003).
Tubos de aluminio. Este tipo de tubos de manufactura en pared gruesa o pared delgada tiene la ventaja de ser más ligero que los tubos de acero a igualdad de sección, se recomienda su uso para instalaciones con armaduras del mismo material (Harper, 2003).
Tubo flexible. Se emplea en aquellas instalaciones en que es necesario hacer muchas curvas, ya que se adapta perfectamente a esto (Harper, 2003).
Tubos de PVC: Este es resistente y rígido, pueden estar en ambiente húmedos y soporta algunos químicos. Una de las propiedades es auto extinguible a las llamas, no se corroe y son muy ligeras” (Jaramillo, 2015).
DUCTOS
Los ductos consisten de canales de lámina de acero de sección cuadrada o rectangular con tapa, se usa solo en instalaciones visibles, ya que no se pueden montar embutidos en pared o dentro de las losas de concreto rozón por la que su aplicación se encuentra en industrias y laboratorios. (Harper, 2003). En el uso de charolas se tienen aplicaciones parecidas a las de los ductos, con algunas limitantes propias de los lugares en que se hace la instalación (Harper, 2003).
CAJAS DE CONEXIÓN
conexiones forman una parte integral de un sistema de protección de los circuitos, donde se debe suministrar integridad del circuito, como ocurre en la iluminación de emergencia o líneas de energía de emergencia. En una instalación de este tipo, la prueba de fuego alrededor de los cables de entrada o salida también debe extenderse a la caja de conexiones para evitar cortocircuitos dentro de la caja durante un incendio accidental.
Figura 35.Caja rectangular metálica (Harper G. , 2010)
2.30 TOMA CORRIENTES
Son dispositivos que permite conectar los diferentes consumidores, existen en el mercado local hay una variedad de tomacorrientes a continuación presentaremos los dos más utilizados en conexiones 110V y 220v.
PARTES DE UN TOMACORRIENTE MONOFÁSICO
Estos tomacorrientes son utilizados típicamente en las instalaciones eléctricas residenciales. A este llegan tres cables: potencial, neutro y tierra como se observa en la figura 37. El voltaje entre el potencial y neutro es de 120V (puede ser menos), entre potencial y tierra es de 120V, y entre neutro y tierra es de 0V (puede ser más). Claro está que los voltajes que indico son para un sistema ideal, estos valores pueden variar según la condición de equilibrio de las fases y la calidad de la puesta a tierra (Domínguez, 2015).
Figura 37. Partes de un tomacorriente
(Domínguez, 2015)
TOMACORRIENTES PARA SISTEMAS TRIFÁSICOS
este tomacorriente llegan cuatro cables: tres potenciales y tierra. Entre potenciales hay un voltaje de 220V, y entre potencial y tierra es de 127V como se observa en la figura 38. (Domínguez, 2015)
Figura 38.Tomacorriente trifásico (Domínguez, 2015)
2.31 INTERRUPTORES
Dispositivo que tiene la misión de abrir y cerrar un circuito eléctrico. La interrupción puede ser controlada directamente o mediante mando electromagnético (relé); el cierre del circuito tiene lugar mediante contactos confeccionados generalmente a base de aleaciones de cobre o de metales de más valor (plata) cuando las exigencias son mayores. Estos últimos, además de la ventaja de su mayor conductividad, presentan la de poseer una gran resistencia a la oxidación véase la figura 39 y 40. (Diccionario, 2011)
Figura 40. Interruptor Industrial (Poliproyectos, 2014)
2.32 LÍNEA DE DISTRIBUCIÓN HIDRÁULICA
Para las instalaciones sanitarias, uno de las condiciones más importantes, es el diseño de la red de instalaciones sanitarias, debido a que debe satisfacer las necesidades básicas del personal que labora en un taller de automotriz, como son el agua potable para la limpieza del taller, eliminando desechos orgánicos, entre otros. El diseño de la red sanitaria, que comprende el cálculo de la pérdida de carga disponible, la merma de carga por tramos además de considerar sus aledaños, el cálculo de las presión de salida de agua, tiene como requisitos conocer la presión de la red pública, la presión mínima de salida, las velocidades máximas permisibles por cada tubería y las diferencias de altura, entre otros.
ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE
Tabla 3.Niveles de servicios para el abastecimiento de agua
Niveles de servicio en abastecimiento de agua
NOMBRE GRÁFICO CONCEPTO
Público o multifamiliar
Reciben el servicio a través del acceso a pequeñas fuentes de abastecimiento de agua de uso exclusivo, o a partir de piletas públicas abastecidas por una red.
Conexión domiciliaria o
familiar
Reciben el servicio individualmente en sus viviendas, por medio de conexiones domiciliarias conectadas a una red pública, pueden estar ubicada fuera de la vivienda (un punto de agua al exterior de la vivienda) o dentro de la vivienda (conexión con módulos sanitarios). Sistemas convencional de abastecimiento de agua
Son sistemas diseñados y construidos a partir de criterios de ingeniería claramente definidos y tradicionalmente aceptados, con un resultado preciso para el nivel de servicio establecido por el proyecto, ya sea a nivel de vivienda mediante conexiones domiciliarias o a nivel comunitario con piletas públicas.
PROCESO DE INSTALACIÓN DOMICILIARIA SANITARIA
El proceso de distribución de agua se da Captando “el agua de los ríos superficiales o subterráneos” (Mariani, 2008) distribuida por una gran red de tubos, hasta conseguir que el agua llegue a las tuberías situadas bajo las caminos urbanos y rurales e ingresan a nuestros hogares o lugares de trabajo. Obsérvese en la tabla 4 y en la figura 41.
EPMAPS es la institución encargada de efectuar las conexiones en empresa, talleres y hogares; tiene como funciones la distribución pública, instalar el medidor de consumo en las diferentes edificaciones, “A partir de la conexión del medidor inicia la red de distribución de agua interna que será diseñada e instalada según las exigencias de consumo y los criterios de buen funcionamiento, a fin de evitar problemas de fugas y filtraciones de agua” (Mariani, 2008). En zonas con frecuentes interrupciones del servicio de suministro de agua se instala una válvula de check al inicio de la red de distribución. Esta válvula permite el paso del agua en un solo sentido, evitando que ésta regrese desde el tanque a la red pública en caso de corte del servicio de agua (Mariani, 2008).
DISEÑO DE INSTALACIONES SANITARIAS
El diseño de las instalaciones sanitarias de una edificación debe ser realizado y autorizado por un ingeniero civil en coordinación con el proyectista de arquitectura, para que considere oportunamente las condiciones más adecuadas de ubicación de los servicios sanitarios, ductos y todos aquellos elementos que determinan el recorrido de las tuberías, así como el dimensionamiento y ubicación de tanques de almacenamiento de agua, entre otros. Las instalaciones sanitarias deben ubicarse en coordinación con el responsable del diseño de estructuras, de tal manera que no comprometan sus elementos estructurales, en su montaje y durante su vida útil. Los aparatos sanitarios deberán instalarse considerando los espacios mínimos necesarios para su uso, limpieza, mantenimiento e inspección (Flores, 2008).
SISTEMA DE CONSUMO
El sistema de agua para consumo comenzara con el diseño y trazado de tuberías para trasportar el agua potable (explicados con anterioridad), a todos los aparatos sanitarios del taller, enfocándose en la capacidad equivalente a la máxima demanda coexiste; los diámetros diseñados se mencionaran según el cálculo adjunto.
2.32.4.1 Sistema de agua fría
2.32.4.2 Desagüe y ventilación
Esta partida comprende las redes interiores de evacuación agua, desechos orgánicos y ventilación; las redes de evacuación dirigen las aguas hervidas al colector público, su distribución dependerá del diámetro de la tubería colocada. Cabe mencionar que la evacuación de los residuos es íntegramente por gravedad.
2.32.4.3 Medidor
El medidor deberá ubicarse a 65 cm. de la esquina del taller; su instalación deberá ser horizontal, permitirá registrar el consumo cada mes.
ELEMENTOS PARA UNA INSTALACIÓN SANITARIOS
Para la construcción o mejoramiento de un taller automotriz, se hace necesario que se le dote de los aparatos sanitarios en tipo y número adecuado permitiendo que al diseñarse las instalaciones sanitarias interiores, los gastos de consumo de agua sean los adecuados a las necesidades del taller. En la tabla 42 se mencionara diversos elementos para el sistema sanitario.
Figura 42.Elementos necesarios para las instalaciones sanitarias
ELEMENTOS NECESARIOS PARA LA INSTALACIONES SANITARIAS
INODORO
Características:
consta de dos partes, la cubeta o taza y el depósito de descarga.
tiene un desagüe acodado. formando un cierre hidráulico
Características:
destinados exclusivamente para el uso masculino
Se utilizan generalmente en lugares de gran concurrencia de público y pueden ser de taza o de placa vertical.
Cuando se construyen urinarios para mayor capacidad de personas, en obra, se instala un sistema de lavado por tubo rociador.
BEBEDEROS
Características:
son instalados para suministrar un chorro vertical u oblicuo de agua a una altura adecuada para que una persona pueda beber.
Parte del agua que no es tomada puede caer a un recipiente conectado al sistema de evacuación.
TRAMPAS
Características:
evita el paso de gases del desagüe a los ambientes donde están ubicados los aparatos sanitarios, sin afectar la descarga de los mismos.
La trampa de cierre común tiene un sello de agua de 5 cms. de profundidad, diseñada para situaciones normales.
INTERCEPTORES
Características:
evitar que los desagües transporten materias que puedan obstruir las tuberías o redes de alcantarillado.
REDUCRTORES Características:
Permite acoplar tuberías de diámetros superiores, con tuberías de pequeñas dimensiones.
INTERCEPTORES DE
GRASA Características:
utilizados en lavaderos de cocinas, talleres, fábricas, etc., donde por su naturaleza existe la posibilidad de que algún tipo de grasa ingrese al desagüe.
INTERCEPTORES DE
ACEITE
Características:
INSTALACIONES DE DRENAJE
Características
tiene por objeto recoger el agua utilizada, y ya sucia de cada aparato de consumo y conducirla a la red de alcantarillado.
La disposición de la instalación de desagüe tiene distintas formas según los sistemas constructivos empleados, e incluso, según los usos y costumbres del lugar en que se construyen.
PEGAMENTO PARA TUBO
Características:
la misión es sellar y acoplar todo tipo de tubo PVC.
BOMBAS CENTRIFUGAS Características:
en un impulsor que, mediante la aplicación de energía mecánica, imprime mayor velocidad al agua que entra por el ojo del impulsor forzándola a circular entre el mismo y la carcasa, hasta salir por el orificio de descarga, obteniéndose un aumento de la energía en el agua a expensas del motor que a su vez provee mayor cantidad de energía debido a las pérdidas de fricción a través de todo el mecanismo.
VÁLVULA O FLORADOR
Características:
LAVAMANOS Características:
acero inoxidable de uso industrial el cual son los más eficientes para colocar en talleres por la durabilidad y por qué el acero inoxidable es fácil de limpiar todo tipo de grasa.
TUBOS PVC Características:
facilidad para hacer fluir fácilmente los deshechos que normalmente se arrojan. su peso es ligero y tiene diversas longitudes. medidas : ½”, ¾”, 1”, 2”, 4”, 6”
CODO Características:
3. METODOLOGÍA
3.1 INTRODUCCIÓN
El diseño e implementación de las líneas de distribuciones básicas para un taller automotriz. Se realizó mediante una investigación de campo acudiendo al taller automotriz, se observó que su estructura era básica, procediéndose a tomar las respectivas fotos para la posterior comparación con respecto a la implementación que se le realizó como son; la red de aire comprimido, la instalación eléctrica 110v, 220v y trifásico y por último la instalación de la red de agua potable. Mediante la ayuda de un programa de dibujo (AutoCAD) se diseñó cada una de las líneas de distribución, el taller necesitaba de implementaciones basadas en las normas de seguridad, INEN (440, 2593, 2378, 2175, 2345).
3.2 INSTALACIÓN DE AIRE COMPRIMIDO
Para el diseñó de la líneas de distribución de aire comprimido se tomó en cuenta la maquinaria utilizada en el taller, el espacio necesario y requerido para las tomas de aire comprimidos las cuales fueron repartidas tres en el área de mantenimiento y una en el área de reparación, utilizando el programa ya mencionado AutoCAD. En la instalación de aire comprimido se calculó el caudal necesario mediante la fórmula.
Q = v × A
[1.1]
comprimido , al final se tuvo que implementar una unidad de mantenimiento el cual se encargará de proteger las máquinas y herramientas.
3.3 INSTALACIÓN ELÉCTRICA
En la instalación del sistema eléctrico el diseño se formalizó en el software AutoCAD el cual permitió colocar correctamente cada una de las tomas de 110v, 220v, y trifásico; luego se procedió a calcular el consumo en cada área existente en el taller automotriz como son el área de mantenimiento, área de reparación, bodega, baño, oficina mediante la fórmula de potencia.
Formula de potencia FÓRMULA
𝑃 = 𝑉 × 𝐼
[1.2]
Por motivos de seguridad se picó las paredes para empotrar el tubo conduit el cual contenía el cable utilizado, de igual manera cada una de las cajas de conexiones ya sean cuadradas o redondas cada una para voltaje diferentes, además de adjuntarse una caja térmica con interruptores industriales los cuales protegerán a todo el sistema eléctrico en todo el taller.
3.4 INSTALACIÓN DE LA RED DE AGUA POTABLE
Con respecto a la red de agua potable hay que diferenciar dos términos.
Dotación: Es la cantidad de agua que el municipio me da para satisfacer mis necesidades.
Demanda: cantidad de agua que necesito para satisfacer mis necesidades
Con la fórmula:
Q
max=0,12057(EFU)
0,67894[1.3]
Para la implementación de las líneas de distribución en el taller automotriz, se plantío el diseño de la investigación, para realizar un estudio descriptivo-explicativo, aprovechado la naturaleza de los datos y sus fuentes como se observa en la figura 42
3.5 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
Figura 43.Diseño de la investigación
3.6 MATERIALES Y MÉTODOS DE LA INVESTIGACIÓN
DIS EÑ O DE L A IN V ES TIG A CIÓ N
Estudio explicativo: busca el porqué de los hechos, estableciendo relaciones de causa- efecto.
Estudio descriptivo: Describen los hechos como son observados
.
El proceso formal (método que se emplea en el estudio)
Método hipotético-deductivo: A través de las observaciones realizadas de un caso particular plantea un problema
El grado de abstracción
Investigación aplicada: Su principal objetivo se basa en resolver problemas prácticos, con un margen de generalización limitado
Investigación de acción
Trata de unir la investigación con la práctica a través de la aplicación, y se orienta en la toma de decisiones y es de carácter ideográfico.
La naturaleza de los datos
Metodología cualitativa: Es una investigación que se basa en el análisis subjetivo e individual, esto la hace una investigación interpretativa, referida a lo particular.
Fuentes
Es la revisión bibliográfica: La búsqueda, recopilación, organización, valoración, crítica e información bibliográfica sobre un tema específico.
