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Servicios Auxiliares en la Industria Química - Contenido educativo
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En este video se comentan los servicios auxiliares que existen en la Industria Química. Forma parte del Tema 1 del módulo de Operaciones Unitarias
Para finalizar el tema 1 de diagramas de flujo y simbología, vamos a explicar un momento aquellas corrientes que en principio no eran de proceso y que hemos visto un poco por encima,
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que son lo que llamamos servicios auxiliares. Cuando vimos cómo realizar o cómo dibujar los diagramas de flujo, vimos que existían unas corrientes que llamábamos corrientes auxiliares
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o servicios auxiliares que eran unas que nos servían para realizar una función.
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Por ejemplo, vimos que existían corrientes para aportar calor y ese aporte de calor se realizaba
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dentro de los intercambiadores de calor. Entonces, por ejemplo, en lo que están los recuadros amarillos
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como LPS, MPS y HPS que os pedí que os teníais que aprender, esas corrientes lo que hacen es aportar calor
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y aumentar la temperatura de la corriente de proceso.
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Y habían básicamente tres niveles de corrientes donde cada una aportaba un calor cada vez mayor
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a medida que se aumentaba la presión del vapor en tubería.
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Un vapor a baja presión que al aportar calor disminuye su energía y ya pierde su sentido.
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En cambio, si teníamos vapor a alta presión, lo podríamos utilizar incluso en una serie de procesos
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porque cada vez que aportaba o hacía su trabajo, pues lo que se redundaba en una bajada de energía y por lo tanto una bajada de presión.
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Vimos que el vapor era el más utilizado, pero es cierto que pueden haber otros medios, que aquí aparece como HTM,
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y son básicamente como aceites que tienen un poder calorífico interesante y que pueden llegar a tener unas temperaturas hasta 400 grados, 300 grados,
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grados y ser un buen medio para aportar calor. También tenemos corrientes que sirven para
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enfriar. Estas corrientes que sirven para enfriar, dependiendo de dónde salgan o cuál es el proceso
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que nos la suministra, pues la tenemos que tener a muy baja temperatura, como es el agua refrigerada,
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entonces tendría que tener un sistema especial para tener agua a baja temperatura. Agua directamente
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de la fuente como agua de mar o agua de río o agua proveniente de torres de enfriamiento que
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normalmente suelen estar entre 30 y 50 grados. Estos líquidos se utilizan para enfriar. También
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es cierto que si yo necesito una temperatura todavía más baja existe la posibilidad de
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utilizar otros líquidos como refrigerantes o amoníaco, algún tipo de fluido que no se congele
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a baja temperatura. También habíamos visto que teníamos otro tipo de corrientes que llamábamos
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corrientes de servicio, que podían ser aguas residuales que también nos podían servir para
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otros fines. También podíamos utilizar como corriente de servicio la electricidad o en el
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caso de un quemador o un horno, una caldera, podíamos utilizar combustibles como gas natural,
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fue él o cualquier otro. ¿Qué pasa? Pues nosotros solamente vamos a trabajar con uno por ahora,
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por simplicidad, que era el gas natural. Esto se indicaba en los diagramas de flujo con las siglas
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y no se ponía ni numeración ni si se ponían entradas y salidas de diagrama. En este caso,
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en el que vimos, teníamos intercambiadores de calor donde entraba vapor y también teníamos
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en un intercambiador de calor donde entraba agua fría. Pero estos parece ser, como comentaba,
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que venían de la nada. Esta es una forma bastante simple de indicar un diagrama de flujos, pero es
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cierto que en una industria, si tú también quieres identificar por dónde vienen esas corrientes de
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vapor o de agua o lo que sea, posiblemente también sea necesario identificarlas con otra
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nomenclatura. Por lo tanto, los que llamamos nosotros servicios auxiliares en una planta
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son todas aquellas corrientes o servicios, como su palabra lo indica, que necesita una
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planta química para funcionar. Las dos primeras, que es el agua y el vapor, son las que hemos
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visto ya. Es el agua, por ejemplo, para refrigeración y el vapor de alta, media o baja presión
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para la calefacción. Pero también existen otros sistemas donde yo por algún motivo voy a necesitar
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un sistema de refrigeración o calentamiento, aire ya veremos por qué y una serie de servicios
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adicionales que son importantes para que funcione una planta. Es cierto que no necesariamente todos
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tienen que estar en todas las plantas pero estas son una lista de las más comunes. Los servicios
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auxiliares los vais a estudiar en el módulo de energía la mayoría y en otros en transporte de
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materiales y básicamente lo primero que quiero aclarar es que la mayoría de los servicios
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auxiliares como básicamente están allí para ayudarme en el proceso pero no me van a dar
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valor añadido pues normalmente se busca que sean lo más económico posible o lo que menos
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mantenimiento o coste de instalación tengan.
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El primer punto, uno de los más utilizados es el aire.
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El aire se utiliza por un lado para enfriar, bien puede ser una corriente de aire
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para que provoque un enfriamiento o un intercambio de calor en algún tipo de maquinaria o aparatos.
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También se utiliza como aire comprimido cuando yo quiero aportar presión a, por ejemplo, una vasija,
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quiero aumentar la presión de una instalación, yo puedo utilizar aire siempre y cuando la compatibilidad de los elementos que hay dentro me lo permita.
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Y por otro lado, el aire se utiliza, y lo vamos a ver como uno de los puntos más comunes y más críticos, es para los instrumentos y controladores neumáticos.
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neumáticos. Específicamente, por ejemplo, para accionar algún tipo de elementos que no puedan
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ser accionados de manera eléctrica por un tema, por ejemplo, de atmósferas explosivas, donde yo
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tengo que, por ejemplo, mover con un motor o cerrar una válvula o abrir una compuerta, pues se
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utilizará accionadores neumáticos. Neumáticos significa que se mueven por aire, pues entonces
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Yo voy a necesitar una corriente de aire a presión que sea capaz de movilizar esos motores.
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También existen instrumentos que funcionan con aire.
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Quieren decir que mandan sus señales entre un instrumento y una parte física instalada de la instalación,
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por ejemplo una válvula, para abrir y cerrar una válvula,
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pues desde el controlador manda una señal de aire a un instrumento
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y ese instrumento o el controlador deciden qué hacer y al decidir qué hacer mandan la señal también de aire a una válvula abriendo o cerrándola.
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Eso también tiene que ver un poco con algún tipo de instalaciones donde no se puede utilizar la energía eléctrica para moverlos.
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Se utiliza, como igual pasa con el vapor, aire a distintos niveles de presión, dependiendo del trabajo que tienen que tener sobre los instrumentos.
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Si son para hacer fuerza, por ejemplo, puede necesitar aire a alta presión, pero si es, por ejemplo, para mandar información, pues aire a baja presión es suficiente.
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Para limpieza, que también se puede utilizar, el aire a una presión moderada es suficiente.
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normalmente las instalaciones de aire requieren aparte de unas instalaciones de compresores
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una calidad de aire aceptable entonces normalmente se ponen por ejemplo un valor de humedad
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relativamente bajo y un valor de impurezas también muy bajo es decir necesitamos filtrar el aire
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la calidad del aire filtrado dependerá de la empresa donde estamos necesitamos por ejemplo
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una empresa farmacéutica y necesitamos el aire para mover cosas, desde luego esa limpieza
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de aire debe ser exhaustiva y con muchos controles. Si solo lo usamos en un sitio donde sabemos
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que estamos al aire libre y no usamos el aire para soplar, pues obviamente los niveles de
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limpieza ahí van a ser muy inferiores. También muy barata de adquirir es el agua y el agua
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tiene varios usos. En primer lugar, hemos visto que se utiliza como corriente de enfriamiento
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en intercambiadores. Esos intercambiadores normalmente necesitan una torre de enfriamiento
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para poder utilizar la misma agua siempre y no tener que usar agua nueva de la calle. Cuando el
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agua sale caliente de los intercambiadores las colocamos en unos sitios que se llaman torres
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de enfriamiento y estas torres de enfriamiento lo que va a pasar es que el agua va a caer como
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si fuera una ducha o unas cascadas y a medida que vaya cayendo va entrando en contacto con el aire
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y se va enfriando. Entonces al final de la caída, que son cosas muy altas como la que están en la
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foto, son como unos edificios y cuando el agua ha caído todas esas como plantas, porque se ocupa
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mucha altura, pues ya se ha enfriado lo suficiente y está lista para volver a usar. También se utiliza
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el agua como fluido para la limpieza. Se usa normalmente a presión para que sea una limpieza
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más sencilla, más fácil y rápida. Y toda esa agua utilizada, pues también tenemos que tener en
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cuenta que toda el agua que utilizamos luego posiblemente tenga que ir a un sitio donde la
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tengamos que tratar. También es necesaria el agua dentro de una empresa tener asegurado el
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suministro de agua para incendios. Entonces es un servicio esencial. Otro tipo de agua que se suele
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utilizar es el agua proveniente del sitio más cercano de la naturaleza que puede ser el agua
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o el río y básicamente es por facilidad. Hay muchos sitios donde usan agua de mar porque han
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puesto sus plantas químicas a la orilla del mar porque además luego por ejemplo tienen barcos
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donde descargan su producto terminado o donde recogen materia prima.
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Entonces, al estar tan cerca del mar, el agua es un producto que tienen ahí
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y también se utiliza como refrigerante.
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Además que es un refrigerante bastante bueno.
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El problema del agua de mar es que como tiene sal,
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pues tiene todos los problemas de corrosión que lleva relacionada la sal.
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Pero bueno, teniendo en cuenta que no tienen que pagar por ella,
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pues la gente echa sus cuentas y ve si le merece la pena o no.
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Todas las plantas químicas o casi todas, dependiendo de para qué utilizan el agua, tienen asociada una planta de tratamiento de aguas.
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De hecho, vosotros vais a ver un módulo justamente aparte que se relaciona con el tratamiento de aguas porque todas las aguas que utilizamos tenemos que garantizar que las podemos devolver a la red en un estado razonable, como si lo hubiésemos usado en casa.
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Si no es así, pues las tenemos que tratar.
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Muchas empresas necesitan utilizar en lugar de aire gases que llaman inertes.
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Los gases inertes son gases que no reaccionan y que lo que favorecen normalmente es lo que llaman la inertización de los interiores de depósitos,
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que es la ausencia de oxígeno para que no haya oxidación o la ausencia de otros tipos de elementos o que puedan interferir en la calidad de lo que tengo almacenado.
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También se utilizan corrientes inertes en depósitos que yo quiero presurizar, pero no quiero presurizar con oxígeno.
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Por ejemplo, si quiero tener algún depósito, un reactor, que tengo pruebas para ver si es correcto y no quiero añadir oxígeno, pues le puedo añadir gases inertes para comprobar si hay fugas y posteriormente, cuando ya vea que no hay fuga, pues por ejemplo, lo puedo llenar con hidrógeno, por ejemplo.
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Entonces, claro, antes de probar con otro tipo de gases que sean oxígeno que puedan ser incompatibles con lo que pongo después, hago una prueba con gases inertes. También se puede utilizar gases inertes para limpiar instalaciones, por eso se llama parapurgas, parapurgas para evitar combustión y también se puede utilizar como medio de seguridad entre zonas, ¿vale?
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Normalmente este tipo de gases no los fabrica la empresa, sino que los compra y se los suministra a empresas que se dedican a la fabricación de gases.
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Muchas empresas utilizan también, dependiendo del grado de utilización de estos gases, a veces suelen colocarse cercanos a las fábricas donde se fabrica nitrógeno o CO2 o el gas que necesiten
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para así facilitar su suministro y se pueda, por ejemplo, vender directamente de la fábrica por una tubería al sitio de consumo.
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Pero bueno, esto dependerá del nivel de consumo de cada empresa.
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El vapor de agua, que ya lo conocéis porque hemos hablado de él, se utiliza básicamente como fuente de calor
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y no mucho más para limpieza a veces, cuando yo necesito agua a temperaturas elevadas.
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Puedo usar agua caliente, pero también puedo usar vapor para la limpieza.
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¿Qué sucede? Que hay varios niveles de suministro de vapor y cada nivel de vapor tiene una capacidad calorífica, una capacidad para aportar calor al medio diferente.
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Para ello necesito cuartos de calderas, digamos, un sitio físico especial para fabricar este vapor de agua y para tener controladas las condiciones de presión y temperatura de cada uno.
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El consumo, dependerá del consumo que haga, pues el nivel de reposición que tengo que hacer en las calderas.
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Además, la ventaja que tiene de utilizar vapor de agua frente a otros gases calientes es que no es tóxico, que no es inflamable, canta mucho si hay un escape porque se ve perfectamente un vaporcillo como cuando nos duchamos, igual, el vaho, y además que es mucho más barato que otros.
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Los niveles normales de suministros para el vapor de alta presión son 40 bar. Los bar es una unidad de presión muy parecida a las atmósferas y que tiene una temperatura de cambio de fase de 250 grados.
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Quiere decir que en fase vapor está a una temperatura más o menos altilla. Esa temperatura es alta. Si yo tengo vapor a alta presión es que no tengo más temperatura que esto.
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El vapor a media presión tiene una presión más o menos de 20 bar y cambia de fase como a 212 grados centígrados.
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Quiere decir que lo voy a tener a un poco más de temperatura y cuando condensa lo condensa a 212.
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Y el de baja presión es de 3 bar. Esto es lo más parecido a lo que tenemos en casa, las ollas de presión.
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Y cuando calentamos algo en la olla de presión de casa, que os comenté en clase, pues ¿qué sucede? Como la presión es mayor que la presión atmosférica, la temperatura a la cual ebullen las cosas iba a ser mayor.
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Pues aquí está, por ejemplo, puesto que 3 bar son 134 grados centígrados. Significa que si yo estoy produciendo vapores en la olla de presión de mi casa, es porque ya estoy a más de 134 grados.
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También se puede utilizar el vapor a alta y media presión para la generación de electricidad.
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¿Esto qué quiere decir? Que si yo conduzco el vapor a alta presión a través de una especie de, vamos a decir, aspas o hélices, estas hélices se van a mover y ese movimiento giratorio va a producir una formación o una generación de una energía eléctrica que puedo yo, por ejemplo, utilizar.
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Es el concepto básicamente como el de las centrales hidroeléctricas pero en este caso es moviéndolo con vapor. También se utiliza para limpieza y desinfección o esterilización y estos se producen normalmente en calderas como ya he dicho.
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Otros elementos que veréis en varias empresas pueden ser las chimeneas.
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Las chimeneas no son más que sistemas que se utilizan para la ventilación de gases producto de la combustión.
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Y la altura básicamente depende a la distancia a la cual yo quiera dispersar los gases.
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Pero claro, solamente se usan las chimeneas, entenderéis, cuando se queman algún tipo de combustible.
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Mientras menor sea el consumo, más pequeñita sea la planta, pues estas chimeneas van a ser más pequeñas.
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Si yo estoy trabajando con la producción, posible producción de combustibles, pues veréis, por ejemplo, chimeneas como las que tenemos en la foto, donde son muy altas y donde seguramente tengan una salida constante.
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Hay otra cosa que se parece a una chimenea, pero no lo es, es lo que se llama antorcha o mechurria, en inglés gas flare.
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Estas que también son muy altas, lo que salen, lo que veis vosotros, no es un humo, no solo es el humo típico de una combustión, sino lo que veis es llama.
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Esta llama básicamente indica que hay algo que se está llevando a quemar.
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Ahora, para hacerlo un poco más visual, si algo nos pasa y hay algo mal, y yo estoy trabajando con combustible dentro de mi instalación y tengo rápidamente que evacuar esos gases porque tengo que cerrar, porque algo ha sucedido, lo que se hace directamente es llevarlo como si fuera un mechero gigante a esa salida y la llama se enciende arriba del todo.
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Es decir, estoy quemando algo que en principio estaba necesitando o era hasta para dentro de la instalación y lo he tenido que evacuar rápidamente. Esa es la intención de un mature. Entonces, si nosotros vemos, por ejemplo, una empresa donde tengamos esto, básicamente es que alguien la ha cagado o algo ha pasado y entonces han tenido que quemar todo para dejar la instalación segura.
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segura. Es probable que nuestra empresa sea una productora de desechos que no son o fácilmente
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tratables o que necesiten tratamientos biológicos importantes o bien que sean muy contaminantes.
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Entonces cuando esto ocurre se hace una valoración donde se toma en cuenta la posibilidad de
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almacenamiento y pagar por una gestión de estos residuos o la alternativa a esto que es la
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incineración la incineración no es más que quemar este tipo de productos obviamente la incineración
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tiene que tener en cuenta que lo que tienes lo que vas a emitir a la atmósfera tiene que ser
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con el nivel de contaminantes muy controlado entonces tampoco no es todo lo que no me vale
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a todo lo que es residuo lo puedo quemar sino que además tiene que tener cumplir con una serie
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requisitos. Entonces, las empresas valorarán si pagan un servicio de gestión de residuos o se
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utilizan el servicio de incineración. También puede ser un servicio externo o un servicio interno.
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Básicamente, lo que se gana incinerando es una reducción del volumen de los residuos y si está
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todo bastante bien montado, pues se puede intentar reaprovechar parte de lo que se ha
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quemado para transformarlo en energía. Y por último comentaros que dependiendo de
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dónde esté la empresa y de la calidad del suministro eléctrico, muchas requieren unas
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plantas de generación de energía eléctrica, normalmente que pueden ser o bien utilizando
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sus propios medios o con combustible. Y otras, digamos la mayoría, tienen que tener básicamente
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por seguridad una pequeña planta de emergencia, digamos, en caso de que falle el suministro
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eléctrico. Esta que tenemos en la figura es una pequeñita de emergencia, por ejemplo. Pero de
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verdad que hay otras que, teniendo en cuenta lo que se la juegan cuando se les va la luz, pues ya
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tienen su propia planta eléctrica. Otro tipo de servicios, como ya había comentado antes,
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eran las plantas de tratamiento de aguas, que como utilizan el agua no solo para calentar
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y enfriar, sino la pueden utilizar para otras cosas, tienen que garantizar que están en
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buena calidad, de buena calidad, antes, por ejemplo, de llevarlas al sistema de desagüe
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en general y también para seguir utilizando las para ambas cosas o bien para continuar con su
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utilización o bien cuando ya no se necesite más o se necesite vaciar por algo que esté apta para
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ser eliminado como un agua de uso normal bueno espero que esto más o menos haya quedado claro
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la idea es un poco que sepáis enumerar los tipos de servicios auxiliares que puede tener una
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empresa que son adicionales a todo lo que es la producción de lo que se desea.
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O sea, podemos querer ser productores de algo y comprar materia prima, fabricarlo
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y hacer un producto acabado, pero para todo esto necesitamos tener una serie de
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cosas auxiliares que son necesarias para que podamos trabajar bien. Y esta es la
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idea. Todas estas cosas igual ya se ampliarán más adelante.
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- Idioma/s:
- Autor/es:
- Patricia Salerno Duhart
- Subido por:
- Patricia Carol S.
- Licencia:
- Dominio público
- Visualizaciones:
- 260
- Fecha:
- 9 de octubre de 2020 - 18:05
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES MATEO ALEMAN
- Duración:
- 23′ 02″
- Relación de aspecto:
- 4:3 Hasta 2009 fue el estándar utilizado en la televisión PAL; muchas pantallas de ordenador y televisores usan este estándar, erróneamente llamado cuadrado, cuando en la realidad es rectangular o wide.
- Resolución:
- 960x720 píxeles
- Tamaño:
- 143.83 MBytes
