月: 2023年7月

¿Qué son los Finales de Carrera de Seguridad?

Los finales de carrera de seguridad son componentes fundamentales en la industria, destacando por su mecanismo de apertura directa. Su principal propósito es asegurar de manera confiable la seguridad de las máquinas en operación.

Se utilizan principalmente como sensores en dispositivos de enclavamiento de equipos de producción. A diferencia de los finales de carrera normales, no pierden su función como finales de carrera aunque los contactos del interruptor se suelden debido a un cortocircuito o a la aplicación de alta tensión.

Esto permite realizar dispositivos de enclavamiento más seguros.

Aplicaciones de los Finales de Carrera de Seguridad

Los finales de carrera de seguridad se utilizan principalmente en dispositivos de enclavamiento de máquinas en los que se requiere una alta fiabilidad. Ejemplos típicos de dispositivos de enclavamiento utilizados son los resguardos de seguridad y las puertas que pueden abrirse y cerrarse. Si el mecanismo está cerrado, se pulsa el interruptor para abrir los contactos, que son comprobados por el sistema de control y se ordena al actuador que permita el funcionamiento.

Si el mecanismo está abierto, por ejemplo durante una inspección, el interruptor no se pulsa y los contactos se cierran, de modo que el actuador no se pondrá en funcionamiento si se acciona accidentalmente.

Principio de los Finales de Carrera de Seguridad

1. Mecanismo de Accionamiento de Circuito Directo

Los finales de carrera ordinarios utilizan un muelle para cerrar los contactos y abrir los contactos cuando se presiona físicamente el interruptor, de modo que si los contactos se sueldan por cualquier motivo, el interruptor no regresará y la condición peligrosa no podrá transmitirse al sistema.

Por el contrario, los finales de carrera de seguridad utilizan un mecanismo de acción de apertura directa por el que los contactos se abren al presionar el interruptor. Esto significa que, incluso en caso de soldadura de los contactos, la soldadura puede liberarse presionando el interruptor.

2. Diseño a Prueba de Fallos

Incluso en el improbable caso de que la soldadura sea demasiado fuerte para liberarse, el resguardo de seguridad/puerta no puede cerrarse completamente si el dispositivo de enclavamiento está diseñado con alta precisión. El dispositivo puede diseñarse a prueba de fallos, de forma que reconozca una condición peligrosa y no se ponga en funcionamiento.

Esta apertura directa de los contactos por un actuador externo, como la apertura/cierre de una puerta o la rotación de una leva, se conoce como acción positiva. Se recomienda que los interruptores con esta acción se utilicen como dispositivos de enclavamiento autónomos.

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1. Mecanismo para Evitar la Soldadura por Contacto

Los mecanismos de actuación de circuito directo son mecanismos de interruptor que utilizan la fuerza que actúa sobre el actuador para separar los contactos cuando los contactos NC (normalmente cerrados) de un interruptor de seguridad se sueldan entre sí. Con los mecanismos de actuación de circuito directo, sólo se dispone de contactos NC.

Los contactos también pueden denominarse contactos NA (normalmente abiertos), que en los mecanismos de actuación de circuito directo se representan mediante un símbolo de flecha en la proximidad de los contactos del interruptor. En cambio, los relés de seguridad utilizan una técnica conocida como guiado forzado.

Se trata de un mecanismo de relé que impide que los contactos NA y NC se conecten simultáneamente cuando los contactos del relé de seguridad están soldados entre sí. La ventaja es que, controlando un contacto, es posible diagnosticar si el otro es normal. Sin embargo, los contactos no pueden separarse como en los mecanismos de funcionamiento en circuito directo.

2. Dispositivos de Enclavamiento

El enclavamiento es el concepto de dispositivo o mecanismo de seguridad para proteger la seguridad de los operadores y usuarios. Se refiere a un mecanismo que impide otras operaciones a menos que se cumplan determinadas condiciones. Se aplica para garantizar la seguridad de los trabajadores en fábricas donde funcionan robots, equipos y máquinas diversas.

Es importante que se tomen medidas para garantizar que los equipos de emergencia se detienen si un trabajador se acerca tanto que, involuntariamente, entra en contacto parcial con ellos. Además, los trabajos de inspección deben realizarse después de garantizar aún más la seguridad de los trabajadores, ya que se acercarán a los equipos más que en el trabajo normal. Dado que el mal funcionamiento de los equipos puede provocar directamente accidentes, deben garantizarse los enclavamientos como medida preventiva.

¿Qué es un Equipo de Destilación?

Un equipo de destilación es un dispositivo utilizado para separar un componente específico de una mezcla basándose en las diferencias de puntos de ebullición.

En la destilación de laboratorio, la separación se realiza por evaporación y condensación repetidas, mientras que a nivel industrial se utiliza un dispositivo de destilación continua llamado columna de destilación. La destilación de bebidas alcohólicas utiliza un método de destilación conocido como mono-destilación, que sólo implica la evaporación y condensación una vez.

Usos de los Equipos de Destilación

Los equipos de destilación se utilizan en diversos sectores industriales. Algunos de estos usos se enumeran a continuación:

1. Refinado de Petróleo

El petróleo crudo está formado por diferentes componentes, que se separan utilizando equipos de destilación. Los componentes con diferentes puntos de ebullición se separan mediante equipos de destilación y se utilizan como diferentes productos.

2. Producción de Alcohol

Los equipos de destilación también desempeñan un papel importante en la producción de alcohol. El líquido obtenido por fermentación se destila para obtener una alta concentración de alcohol.

3. Industria Farmacéutica

En la industria farmacéutica, los equipos de destilación se utilizan para extraer principios activos y eliminar impurezas. De este modo se garantiza la calidad del medicamento.

Principio de los Equipos de Destilación

Los componentes de un equipo de destilación incluyen una columna de destilación, un condensador, un evaporador y una válvula de control de flujo. El líquido a destilar se evapora en el evaporador y se envía a la columna de destilación. En la columna de destilación, la destilación se lleva a cabo de forma continua, el líquido separado se transporta de vuelta al evaporador y el gas separado se transporta al condensador. En el condensador, los gases separados son licuados y separados por agua de refrigeración u otros medios.

Existen dos tipos de estructuras de columnas de destilación: columnas estantes y columnas empaquetadas. En una columna de estantes, el interior está dividido en estantes denominados bandejas, cada una de las cuales pone en contacto los gases y los líquidos, y se lleva a cabo la separación. En las torres empaquetadas, el interior se rellena irregularmente en la parte superior y regularmente en la inferior. El material empaquetado aumenta la superficie del líquido, lo que permite que el gas y el líquido entren en contacto más fácilmente y aumenta la eficiencia del proceso de destilación. Además, la caída de presión es menor que en los sistemas de etapa estante.

¿Cómo Seleccionar un Equipo de Destilación?

A la hora de seleccionar un equipo de destilación, es necesario tener en cuenta su resistencia para garantizar que sea lo suficientemente fuerte como para soportar los puntos de ebullición y de fusión del destilado, su durabilidad frente al destilado, su tamaño y la velocidad de destilación.

A nivel de laboratorio, el equipo de destilación se compone de un matraz, un quemador y tubos de refrigeración, mientras que a nivel industrial, la escala del equipo es mucho mayor. Debido al elevado rendimiento y a la necesidad de purificar el producto hasta alcanzar la pureza deseada, la destilación continua se lleva a cabo en una columna de destilación que se asemeja a una serie de matraces.

Para obtener el producto deseado, la unidad de destilación se diseña determinando los componentes clave entre los componentes de bajo y alto punto de ebullición de la columna de destilación, y el punto de ebullición de estos componentes es la temperatura de control. Dependiendo de la composición del fluido a ser procesado en la unidad de destilación, puede ser necesario seleccionar un material resistente a la corrosión, etc. Si la calidad del material se reduce debido a consideraciones de coste, deberán tomarse medidas, como la inyección de productos químicos anticorrosión.

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1. Formas de Utilizar el Equipo de Destilación

El aparato de destilación puede ser montado con material de vidrio a nivel de laboratorio. El aparato consta de un matraz para la materia prima, un tubo de refrigeración para enfriar el vapor, un termómetro, un calentador (quemador), un aislante térmico y un vaso de precipitados para aceptar los componentes de bajo punto de ebullición. También se instala un agitador si es necesario agitar y mezclar.

Para las operaciones de destilación, la temperatura del calentador se ajusta para calentar la materia prima en el matraz. Si se utiliza un quemador, el ajuste se realiza apagando una llama y comprobando el termómetro.

El agua se introduce en el tubo de refrigeración vertiéndola por la entrada situada en el lado más alejado del matraz. Esto se debe a que el flujo en contracorriente puede enfriar más eficazmente que el flujo paralelo en el mismo tamaño de tubo de refrigeración. En los equipamientos de laboratorio, la temperatura de los tubos por donde pasa el vapor debe ser mantenida caliente, pues son fácilmente afectados por la temperatura del aire exterior.

2. Consideraciones para la Destilación

La posición de medición del termómetro es importante a la hora de proyectar un equipo de destilación. La temperatura varía dependiendo de la parte del gas/líquido de la columna que se esté midiendo, por lo que diferentes posiciones de medición del termómetro conectado al control del calentador afectarán a la separación en la propia columna de destilación.

También debe prestarse atención a la temperatura del agua de refrigeración que fluye hacia el condensador (enfriador). Si se utiliza agua de mar como agua de refrigeración, es posible que en verano no consiga enfriarse a la temperatura deseada. Por ello, lo ideal es utilizar agua de refrigeración cuya temperatura esté controlada por un sistema de refrigeración.

¿Qué es un Refrigerador Termoeléctrico?

Los termomódulos, también conocidos como módulos Peltier o refrigeradores termoeléctricos, son dispositivos compuestos por elementos termoeléctricos que pueden enfriar o calentar al aplicarles una corriente eléctrica.

Estos módulos termoeléctricos se emplean en una variedad de dispositivos de refrigeración y calefacción. Al cambiar rápidamente la dirección de la corriente eléctrica, es posible lograr un calentamiento o enfriamiento preciso y eficiente en objetos específicos. Este fenómeno se basa en el efecto Peltier, que se produce cuando fluye una corriente eléctrica a través de los elementos termoeléctricos. Los refrigeradores termoeléctricos no solo encuentran aplicación en la industria, sino también en objetos de uso diario.

El efecto Peltier fue descubierto en 1834 por el físico francés Jean-Charles Peltier. En sus primeros experimentos, se utilizaron dos metales diferentes, pero en la actualidad, los semiconductores eficientes son los componentes clave de estos dispositivos.

Usos de los Refrigeradores Termoeléctricos

Los elementos de los refrigeradores termoeléctricos se utilizan generalmente en una amplia gama de campos como elementos limpios. Por ejemplo, en el campo de la medición y el análisis, se utilizan para la deshumidificación en espectrofotómetros y analizadores de gases, y en el campo de la óptica para la refrigeración de proyectores y cámaras de vigilancia.

También son compactos, ligeros y no contienen CFC, y en el sector del consumo se utilizan para refrigerar CPU de ordenadores, acondicionadores de aire, purificadores de aire, secadores de pelo, neveras portátiles, enfriadores de vino, equipos médicos y otros productos electrónicos de consumo conocidos, ya que se espera que reduzcan los costes de producción y ofrezcan un alto nivel de fiabilidad.

Principio de los Refrigeradores Termoeléctricos

1. El Efecto Peltier

Los refrigeradores termoeléctricos utilizan el fenómeno de transferencia de calor de un metal a otro cuando se aplica una corriente continua a la unión de dos metales diferentes. Es lo que se conoce como “efecto peltier”. Cuando se hace pasar una corriente eléctrica directamente a través del refrigerador termoeléctrico, se crea una diferencia de temperatura entre los dos lados del elemento. El lado de baja temperatura absorbe calor y el lado de alta temperatura lo genera, lo que permite transferir calor del lado de baja temperatura al lado de alta temperatura.

Además, cambiando la polaridad de la corriente, se puede cambiar la dirección del calor de bombeo, y cambiando la magnitud de la corriente, es posible cambiar la magnitud de la cantidad de calor.

Este efecto peltier puede utilizarse para facilitar la refrigeración, el calentamiento y el control de la temperatura.

2. Dispositivos Semiconductores Termoeléctricos

Los elementos semiconductores termoeléctricos más empleados en los últimos años están formados por bloques soldados con propiedades N y P distintas, o aleaciones de esteruros de bismuto convenientemente dopados. Se caracterizan por la naturaleza direccional del material. El principio es entonces que la diferencia entre los electrones adicionales en el material N y los electrones ausentes en el material P da lugar a la transferencia de energía térmica.

Los refrigeradores termoeléctricos consisten en una unidad de elementos semiconductores P y N en un patrón de alternancia PN conectados en serie y emparedados entre sustratos cerámicos.

Más Información sobre los Refrigeradores Termoeléctricos

1. Ventajas de los Refrigeradores Termoeléctricos

Los sistemas de refrigeración suelen utilizar refrigerante y requieren equipos como compresores. Los refrigeradores termoeléctricos, en cambio, no necesitan refrigerantes ni compresores y tienen la ventaja de ser compactos, ligeros y sin vibraciones, lo que los convierte en un dispositivo de refrigeración y calefacción respetuoso con el medio ambiente. Otra ventaja es la capacidad de controlar las temperaturas con gran precisión. Sin embargo, hay margen de mejora en términos de eficiencia.

Los disipadores de calor, que suelen utilizarse para refrigerar dispositivos electrónicos, sólo disipan calor. Los refrigeradores termoeléctricos, en cambio, pueden enfriar por debajo de la temperatura ambiente y proporcionar así una refrigeración eficaz.

2. Expansión de las Aplicaciones de los Refrigeradores Termoeléctricos

Los láseres semiconductores utilizados en las redes de comunicaciones ópticas necesitan mantener constante la longitud de onda del láser para garantizar una transmisión estable de la información de las comunicaciones. La clave para estabilizar la longitud de onda es la temperatura. Los refrigeradores termoeléctricos se utilizan cada vez más para esta aplicación.

Además, se han lanzado productos con generadores de iones en electrodomésticos. Mientras que los sistemas de purificación del agua liberan componentes que pueden causar moho y bacterias, los refrigeradores termoeléctricos enfrían la humedad del aire y la condensan para producir iones limpios sin componentes nocivos, ahorrando así energía.

Además, el método PCR, que comprueba la presencia de agentes patógenos, amplifica las reacciones del ADN. En este caso, se requieren ciclos de temperatura precisos con un control exacto de la temperatura, razón por la cual se utilizan los refrigeradores termoeléctricos; ahora los equipos de pruebas PCR pueden hacerse más pequeños y de sobremesa, y más recientemente, pueden montarse múltiples recipientes de muestras para realizar pruebas paralelas y altamente eficientes.

¿Qué son los Equipos de Tratamiento para Lodos?

Los equipos de tratamiento para lodos desempeñan un papel crucial en el manejo de los lodos producidos durante el tratamiento de aguas residuales y otros procesos industriales.

En las instalaciones de manufactura y plantas de tratamiento de aguas residuales, los lodos son una parte inevitable tanto de la producción como del proceso de purificación de las aguas. Cumplir con las regulaciones establecidas en leyes como la Ley de Alcantarillado y la Ley de Eliminación de Residuos y Limpieza Pública exige que estos lodos sean tratados adecuadamente. Los equipos de tratamiento para lodos son los encargados de realizar esta tarea esencial.

Dada la diversidad de lodos, tanto orgánicos como inorgánicos, existen múltiples tipos de equipos de tratamiento. Estos equipos se eligen en función del método específico de tratamiento necesario. Algunos principios fundamentales incluyen el uso de microorganismos y la deshidratación para lograr los objetivos requeridos. La elección del equipo adecuado depende de la naturaleza particular de los lodos que se deben tratar.

Usos de los Equipos de Tratamiento para Lodos

Una amplia gama de plantas utilizan equipos de tratamiento para lodos directa o indirectamente, incluyendo plantas de procesamiento de alimentos, productos de acero, productos químicos, productos electrónicos, productos farmacéuticos, automoción, fabricación de papel, aguas residuales de la fabricación de papel usado, plantas de tratamiento de aguas residuales, talleres mecánicos y trenes de laminación.

A grandes rasgos, los lodos se dividen en orgánicos e inorgánicos. Hay que tener en cuenta que los lodos de las aguas residuales domésticas y los efluentes de las fábricas de alimentos que contienen materia orgánica son lodos orgánicos.

Principios de los Equipos de Tratamiento para Lodos

Los lodos inorgánicos se generan cuando se tratan aguas residuales contaminadas con sustancias inorgánicas. Existen muchos tipos, por ejemplo, en las plantas de galvanizado se vierten diversos óxidos metálicos.

Los lodos orgánicos, por su parte, se generan cuando se tratan aguas residuales contaminadas con sustancias orgánicas, normalmente en depuradoras donde se realiza un tratamiento biológico.

1. Lodos Inorgánicos

Existen varios tipos de lodos inorgánicos. Lodos como la cal, el yeso y el carbón se encuentran en las aguas residuales procedentes del lavado de minerales y la recogida de polvo. Los lodos de óxidos metálicos en polvo se encuentran en las aguas residuales del acero y de la recogida de polvo; los lodos de hidróxidos de metales pesados como Fe, Al, Cr, Cu y Ni se encuentran en las aguas residuales ácidas y de revestimiento.

Los lodos de coagulación que contienen aceite también aparecen en las aguas residuales de las plantas de maquinaria y en las aguas residuales de los trenes de laminación. Los lodos de floculación, como las bandas de sulfato y las sales de hierro, se encuentran en las aguas residuales del tratamiento de aguas en suspensión en las plantas de tratamiento de agua.

2. Lodos Orgánicos

Existen varios tipos de lodos orgánicos. Los lodos activados de las fábricas de alimentos se encuentran en los efluentes industriales. Los lodos activados químicos orgánicos se encuentran en los efluentes de plantas químicas orgánicas y plantas petroquímicas.

3. Tratamiento de Lodos

El tratamiento de lodos es fácil de transportar y se deshidrata inicialmente utilizando un deshidratador para eliminar el contenido de agua y convertirlo en una torta. El contenido de agua de los lodos puede ser en forma de agua ligada, agua interna, agua adherida a la superficie o agua libre.

La máquina deshidratadora adecuada se selecciona en función del estado del agua en los lodos. El agua libre y el agua adherida a la superficie pueden separarse con relativa facilidad. Los lodos de torta se secan para su recuperación y reutilización, incineración, vertido o descomposición.

Tipos de Equipos de Tratamiento para Lodos

Existen diferentes tipos de equipos de tratamiento para lodos, y puede utilizarse una combinación de equipos. Los siguientes son ejemplos de equipos de tratamiento para lodos.

1. Varias Máquinas Deshidratadoras

El tratamiento de lodos comienza con el uso de deshidratadores para eliminar el agua. El lodo deshidratado y espesado se denomina torta. Existen muchos tipos de máquinas deshidratadoras.

Deshidratador de vacío
El centro del tambor giratorio se despresuriza mientras todo el tambor se sumerge en lodos y aguas residuales, lo que hace que los lodos se adhieran a la tela del exterior del tambor, que se concentra y se convierte en una torta.

Equipo de deshidratación de discos múltiples
Los discos finos y los separadores se combinan para formar un cuerpo filtrante cilíndrico, que se hace girar y se deshidrata combinando varios de ellos. Los lodos se floculan con un floculante y se deshidratan.

Deshidratador de cinta prensadora
Este dispositivo deshidrata los lodos intercalándolos entre dos telas filtrantes. Adecuado para deshidratar lodos orgánicos.

Máquina deshidratadora de filtro prensa
Esta máquina deshidratadora introduce los lodos en una cámara filtrante y los presuriza para deshidratarlos.

Deshidratador centrífugo
Este aparato separa los componentes sólidos de los líquidos mediante la fuerza centrífuga. Es capaz de separar líquidos con distintos pesos específicos, así como mezclas de sólidos y líquidos.

2. Equipo de Flotación a Presión

Este equipo se utiliza para separar del agua sustancias con un peso específico inferior al del agua. Genera burbujas finas en el agua, que adsorben los flóculos coagulados y flotan para separar los lodos.

3. Equipos de Tratamiento para Lodos Activados

Los microorganismos se cultivan en el material de contacto y las bacterias se adhieren directamente al lodo. Las bacterias capturan los lodos y se depositan en ellos, por lo que se trata de un dispositivo compacto con gran capacidad de depuración.

Los costes de funcionamiento pueden reducirse porque hay poco exceso de lodos. Se introduce aire en el sistema para los microorganismos, y también hay disponibles equipos de tratamiento para lodos activados oxigenados, que se activan aún más introduciendo oxígeno en el sistema.

4. Equipos de Tratamiento para Lodos Activados por Separación de Membranas

En el proceso de lodos activados por separación de membranas, una membrana con orificios microscópicos se sumerge en un tanque de aireación para filtrar directamente las aguas residuales y separar los lodos. El tanque de sedimentación necesario para el tratamiento normal de lodos activados no es necesario, lo que ahorra espacio y reduce los costes de tratamiento.

Además, el agua tratada es de buena calidad y se pueden eliminar los microorganismos, por lo que no es necesaria la desinfección.