UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE

INGENIERIA MECNICA

PROYECTO INTEGRADOR MECANICO II

NOMBRE:RICHARD NIXON SALINAS OJEDA

TEMA:DISEO Y CONSTRUCCIN DE UN SISTEMA DE EXTRACIN DE VIRUTA CONTROLADO PARA LA INDUSTRIA MADERAS.

FECHA:2014-05-09

TEMA: Diseo y construccin de un sistema de extraccin de viruta controlado para la industria maderas.

1.-INTRODUCCIN

La Industria maderera en nuestro pas ha tenido un crecimiento acelerado, convirtindose en una de las industrias ms importantes dentro del mercado productivo Ecuatoriano. Con el crecimiento del Mercado del Sector Maderero tambin se van presentando problemas dentro de las Industrias en sus procesos de manufactura, porque existe una gran diferencia entre el volumen de materia prima que en un principio se trabajaba, con la que el mercado en la actualidad requiere, lo que ha obligado a la adquisicin de nuevas maquinarias y equipos. Esto ha llevado a que muchos sistemas como es el de Extraccin de desechos y polvos, se encuentren obsoletos y no funciones de una manera ptima y eficiente.

Otro problema que se presenta en estas industrias es la relacionada con su entorno social, siendo este toda el rea de influencia que se encuentra a su alrededor. Debido al crecimiento poblacional, estas reas que antes eran zonas industriales ahora se han convertido en zonas urbanas y por esta razn las Normas Ambientales para prevenir la contaminacin son cada vez ms estrictas lo que lleva a tener procesos y sistemas eficientes que no contaminen y afecten al ecosistema y salud humana.

2.-OBJETIVO GENERALDisear, seleccionar e implementar un sistema controlado de absorcin y extraccin de viruta, el cual permita optimizar el flujo de aire acuerdo a la necesidad de volumen de desechos extrada en el proceso.

2.1. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Disear, seleccionar e implementar un Sistema de tuberas de absorcin. Disear, seleccionar e implementar tomas adecuadas para cada mquina. Desarrollar el software y hardware para el control del Sistema. Reducir los niveles de contaminacin por polvo.

3.-DESCRIPCIN TERICA

El aspirador industrial facilita la limpieza y el aprovechamiento de recursos en entornos laborales aportando la solucin ideal para el reciclado y gestin de residuos.

Este proyecto est ideado fundamentalmente para empresas del sector maderero como ebanisteras, aserraderos, etc., dnde se producen grandes cantidades de serrn que son aspiradas y depositadas en un habitculo anexo, evitando que las partculas queden suspendidas en el aire y asegurando una limpieza ptima de los locales.

La instalacin del aspirador industrial es sencilla, se trata de un sistema centralizado, consistente en una red de tuberas con capacidad succionadora que rodea la nave o local; a stas se conectan diferentes tomas situadas de manera estratgica y que servirn de enganche para los tubos aspiradores. La red est conectada permanentemente a una unidad de aspiracin situada fuera del edificio o en una red local a stas se conectan diferente toma situada de manera estratgica y que servirn de enganche para los tubos aspiradores. La red est conectada permanentemente a una unidad de aspiracin situada fuera del edificio o en un local anexo.

El funcionamiento es relativamente fcil, una vez acoplada la manguera o tubo aspirador a las bocas o tomas de aspiracin que rodean el local, el sistema se activa automticamente. El aspirado es cmodo, rpido y ms efectivo que el realizado a travs del mtodo tradicional, adems el material succionado se deposita fuera en un depsito local, y se envasa en cmodos paquetes que facilitan su reutilizacin.

4.-ALCANCE:

Seleccionar la tubera individual de acuerdo al requerimiento de cada mquina. Implementar un sistema de cerrado y apertura de la tubera de cada mquina. Seleccionar la tubera principal que transportara hasta el depsito. Implementar un software y hardware que permita seleccionar la mquina que se encuentre trabajando y regule el flujo de caudal de absorcin necesario. Evacuar de una manera rpida los desechos que se producen durante el maquinado. Reducir los niveles de polvo en el lugar de trabajo y en el entorno de la empresa.

5.-MARCO TERICO

5.1. ASPIRADOR DE POLVO DE MADERA

Un sistema de aspiracin de polvo hoy en da debera formar parte de cualquier planta de maquinado de madera. Las grandes cantidades de aserrn, virutas o polvo no permiten un flujo normal del proceso de trabajo y un buen funcionamiento de las mquinas. Especialmente se advierte contra polvo de maderas tropicales por causar reacciones alrgicas a la piel y a las vas respiratorias. Por el peligro para la salud que produce el polvo de madera es necesario limitar su emisin con normas respectivas, con el fin de proteger a las personas expuestas a respirar aire contaminado con polvo de madera.

La norma permite una concentracin mxima de 10 mg/m3 de polvo en el caso de mquinas o sistemas de aspiracin nuevas, o 15 mg/m3 si se trata de sistemas de trabajo instalados antes del ao 1989, en mquinas que no tienen un sistema de aspiracin, se mide hasta ms de 100 mg de polvo por metro cubico de aire m3 de aire.5.2. FORMAS DE ASPIRACIN DEL AIRE

Segn el nmero de mquinas que deben ser aspirados por un solo ventilador, tenemos las siguientes formas de sistemas de aspiracin.

La figura muestra los diferentes mtodos de aspiracin5.2.1. Aspiracin unitaria mvil

Se utiliza ventajosamente en caso de mquinas ubicadas de forma aislada o si por causa de normas de seguridad (peligro de explosin de polvo) se debe almacenar los residuos de forma separada de los dems virutas a aspirarse.

5.2.2. Aspiracin unitaria estacionaria

La aspiracin se conecta automticamente cuando empieza a funcionar la mquina. Esto economiza el consumo de energa elctrica. Este sistema de aspiracin permite una fcil ampliacin, si la maquinaria aumenta. Al apagar la mquina los extractores se desconectan luego de unos 15 segundos de post-aspiracin. La capacidad instalada de aspirar coincide exactamente con la necesidad de acuerdo a las mquinas existentes. La aspiracin unitaria es la ms costosa en comparacin a los otros sistemas pero puede amortizarse debido a su menor consumo energtico.

5.2.3. Aspiracin central de carga total

Un solo extractor aspira a todas las mquinas existentes. Este sistema es el ms econmico respecto a su instalacin pero tiene un consumo excesivo de energa elctrica en el caso que solamente funcionen algunas de las mquinas. Es por eso solamente recomendable para empresas grandes con alta probabilidad de ocupacin simultnea de toda la maquinaria.

5.2.4. Aspiracin por medio de sistema de ductos

Los ductos de tubos de aspiracin son el camino de transporte del polvo y de las virutas a aspirarse. Para que este transporte se realice sin mayores problemas, el aire debe tener una velocidad de flujo de aproximadamente el doble de la velocidad de suspensin de la pieza a transportarse.

5.3 TUBOS DE ASPIRACIN

5.3.1. Velocidad de flujo de aire

Velocidades recomendadas para polvo y virutas de madera tabla (1-1):

Tabla 1-1 Velocidad de flujoCon el fin de disminuir la concentracin de polvo en el aire la norma alemana exige una velocidad de flujo mnima de 20 m/seg en el colector de la mquina para aserrn normal y 28 m/seg para aserrn y virutas hmedas.

5.3.2. Dimetros de tubos

Las mquinas estndares de carpintera vienen con determinado dimetro del colector para la aspiracin de virutas como muestra la tabla (1-2).

Tabla No. 1-2 Dimetros de toma de aspiracin

El rea del tubo principal debe ser igual a la suma de reas de los tubos que se desvan de l. Su dimetro se calcula con la frmula:

Donde:

= suma de los dimetros cuadrados de los dems tubos

Al modificar el dimetro de los ductos se cambia tambin la velocidad de flujo si se mantiene constante el caudal de aire. La funcin matemtica entre dimetros y velocidades de flujo es:

Donde:

V2 = Velocidad de flujo con dimetro de tubo modificadoV1 = Velocidad de flujo con dimetro de tubo iniciald1 = dimetro de tubo iniciald2 = dimetro de tubo modificado

5.4 SERVICIO DE MANTENIMIENTO

Aquellas empresas que han instalado el sistema de aspiracin pueden solicitar un servicio de mantenimiento del sistema de forma bianual que se lleva a cabo por tcnicos especializados.

5.5 MERCADO

El sector maderero tiene gran importancia en Asturias y cuenta con un gran nmero de explotaciones, siendo el cuarto sector en nmero de empresas2. Por tanto, el proyecto tiene una orientacin muy clara respecto a una de las necesidades bsicas de la industria maderera: la limpieza.

Conseguir un entorno laboral seguro, en que la limpieza se realice de forma estricta y se minimicen desde riesgos de incendio, hasta la exposicin a enfermedades causadas por los residuos como el serrn, es una de las necesidades principales del sector.

En lo que a economa se refiere, el serrn tiene mltiples salidas en el mercado, entre otras se pueden destacar el compostaje, la fabricacin de tableros, la cogeneracin de energa elctrica, su uso en explotaciones ganaderas, la fabricacin de tierra vegetal, etc. Adems, no hay que olvidar que Espaa es un pas bsicamente importador de este tipo de residuos y que se estima un aumento del 33% del consumo para los prximos diez aos.

Teniendo en cuenta estos datos, el proyecto tiene un gran mercado en Asturias, y un buen futuro respecto al aprovechamiento de recursos, ofreciendo adems una alternativa ecolgica a la eliminacin de residuos como el serrn, que anteriormente se realizaba mediante la quema del mismo, y al que ahora se puede sacar un rendimiento econmico a travs de un sistema ecolgico.

5.5.6. Otros procesos donde puede haber inhalacin de polvo de madera

Ilustracin 1 Sistema de aspiracin y depuracin de aire en fbrica

Ilustracin 2 Sistema de aspiracin y depuracin de aire. Ciclofiltro.

6.-ANLISIS

Existen otros sistemas de limpieza por aspiracin, pero presentan defectos en la prestacin del servicio, bien derivados de la incomodidad de su uso o de la aparatosidad del sistema, entre otros factores. Existen empresas que instalan sistemas de aspiracin similares, pero slo se limitan a su colocacin, no tienen en cuenta la posibilidad de dar a los residuos obtenidos una salida rentable y ecolgica, o de ofrecer un sistema de recogida. Los sistemas de aspiracin existentes en el sector no cuentan con la seccin de embalaje de residuos y su posterior tratamiento. Este proyecto proporciona un mtodo de higiene y limpieza en el lugar de trabajo que resulta prctico y cmodo, as como fcil de utilizar. El sistema de limpieza propuesto adems proporciona al cliente una cierta rentabilidad al permitir el aprovechamiento y almacenaje de los residuos de madera y su posterior gestin y comercializacin.

7.-CONCLUSIONES:

El diseo-construccin de un Sistema Controlado de Absorcin y Extraccin de Viruta, tiene una aceptacin en el mercado que facilitara un control de calidad eficiente, logrando cumplir los objetivos y metas planteadas, para la construccin del sistema.

La seleccin e implementacin un sistema de absorcin controlado de extraccin de viruta, permite optimizar el flujo de aire adecuado proporcional al volumen por desechos extrados en el proceso dependiendo del requerimiento de cada mquina.

Utilizando tecnologa actual se mejora procesos que comnmente se consideran costosos e ineficientes dando como resultado el correcto funcionamiento del sistema.

La obtencin de la reduccin de partculas de polvo elimino la contaminacin del ambiente de trabajo y la exposicin al entorno de la empresa, cumpliendo con Ordenanzas Municipales.

Determinacin de una viabilidad tcnica de un proyecto aplicado a la industria maderera de nuestro pas.8.-RECOMENDACIONES:

Para las fases de un proyecto prctico hay que tomar en cuenta las fases que se deben tener a consideracin para facilitar la generacin de idea. En el supuesto del proyecto idealizado y se presenten modificaciones en la empresa hay que redisear el sistema de absorcin en caso de incrementar el nmero de mquinas en el rea y el sistema no pueda abastecerla.

Dar un mantenimiento continuo al sistema de absorcin debido a las partculas de polvo presentes en el ambiente. Vaciar con ms frecuencia el depsito de viruta (silo) optimizando al sistema en eficiencia y evitando taponamientos en la tubera. Revisar con frecuencia la tubera para evitar daos en el sellado y uniones disminuyendo prdidas en la succin. Evitar la succin de slidos con dimensiones mayores a la capacidad de succin de la tubera para evitar taponamientos en la tubera y daos en las aspas del ventilador.

9.-BIBLIOGRAFIA:

MOTT, Robert L, Diseo de Elementos de Mquinas, Segunda edicin, Cap. 1 Pg. 607 MARCOMBO, Manual de Aire Acondicionado, Cap. 2 Pg. 2-21 APPEL Josef, Manual de Aspiracin de Polvo y Virutas de Madera. http://www.conae.gob.mx/work/sites/CONAE/resources/LocalContent/2324/1/images/variadores.pdf http://www.industriaaldia.com/articulos/64-15.pdf http://www.revistamm.com/rev63/maquinaria_extractores.pdf. Extractores de viruta.

AnexoDiagrama de bloque del proceso de MADEQUISA Ca. Ltda.,

Diagrama de Proceso Productivo