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TANQUE PROTOTIPO PARA PROCESO DE INMUNIZADO.
Informe de AvancesEste informe de avances pretende hacer saber al lector en que estado se encuentra el
desarrollo del sistema de preservado. Como primera medida se tiene para este reporte,
una explicación en detalle del funcionamiento del tanque prototipo de preservado.
Complementado la explicación, se informara cuales son los métodos de preservado que se
usan actualmente en las empresas transformadoras de guadua y cuales son las
desventajas de estos métodos que el tanque de pruebas quiere mejorar, ademas se
incluirá el porque se hacer el control de pH de forma automatizada. Los factores a mejorar
son: la seguridad industrial, normas de seguridad para el operario, aplicación con exactitud
de un control de pH y estandarización del proceso en cuanto a normas de calidad.
Un componente que hace parte importante de este informe, es la entrega de planos
detallados con todas las medidas que al tanque de preservado conciernen.
CENTRO DE AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS CAP
ING. LUIS MIGUEL GONZÁLEZ PÁGINA 1
Descripción del sistema.
Este conjunto de elementos tiene como fin hacer un proceso de preservado de la guadua.
Con el objetivo de lograr óptimos resultados a la hora de hacer una implementación real
del sistema, se deben hacer pruebas previas para garantizar el funcionamiento estable y
libre de errores. Por lo mencionado se hace necesario la construcción de un tanque de
pruebas o tanque prototipo, que permita al investigador manipular los factores que actúan
en el proceso de inmunizado, de forma tal, que al final del proceso de pruebas se tengan
teorías validas y seguras para aplicarlas al proceso industrial en la cadena de transforma-
ción de guadua.
Su función principal es recibir la guadua proveniente del eslabón previo en la cadena de
producción, (Lavado) hacer que la guadua absorba el químico preservante, teniendo en
cuenta los criterios de preservado previamente establecidos por el operario o director del
proceso. Ademas el sistema estará haciendo una excelente conjugación de los elementos
que componen esta etapa, como son: bomba de circulación de solución, calentador, tapa
de guarda, etc. Acto seguido el sistema en-
tregara a la etapa del proceso siguiente
(Difusión Celular) la guadua con el elemen-
to preservante inmerso dentro de si. Este
sistema de preservado funciona gracias a
que cuenta con una serie de elementos
adicionales que convergen en un mismo
punto con el fin de optimizar el proceso, los
elementos adicionales con que este siste-
ma cuenta, serán totalmente controlados
por el elemento central de procesamiento
electrónico de información.
Un factor fundamental a tener en cuenta en el desarrollo del tanque de pruebas, o tanque
prototipo, es que este sistema proporcionara todos los datos que se necesiten para un pro-
ceso exitoso de inmunizado, tales como; temperatura y ángulo de inclinación de la guadua
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Figura # 1. Vista preliminar de tanque de pruebas
óptimos y como se relacionan estas dos ultimas variables. De antemano de sabe que el
valor del pH de la solución debe estar entre 5.5 y 6.0 para lograr resultados exitosos, claro
esta que este valor esto sujeto a variaciones dependiendo del químico con que se trabaje.
Detalles de funcionamiento del Sistema.
Este desarrollo se lleva a cabo haciendo uso de variados elementos como lo son: un calen-
tador de la solución, un tanque almacenador de liquido, una bomba de circulación de agua,
rejas deslizantes, un tanque dosificador y una tapa de guarda. La función de estos elemen-
tos se explica con mas detalle en párrafos siguientes. El proceso interno de preservado se
lleva a cabo de la siguiente manera. Primero el elemento electrónico controlador de infor-
mación toma los datos de los valores de las variables involucradas dentro del proceso, es-
tas son; nivel de pH y temperatura de la solución química inmunizante. Una vez obtenidos
estos datos procede a ejecutar la acción de control, esta puede ser, agitación del agua, ca-
lentamiento o enfriamiento de
la mezcla, y/o adición de com-
ponente químico. Esto se hace
con la ayuda los otros dispositi-
vos que interactuan en la etapa
de inmunizado. La explicación
anterior se puede percibir de
una mejor forma en el diagra-
ma de bloques que se ve en
esta pagina.
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Figura Numero 2. Diagrama de Bloques Funcionales
Partes que componen el sistema de preservado y sus funciones.
A continuación se mostrara de una manera muchas mas clara, cuales son los elementos
adicionales en el proceso de preservado y cuales son sus funciones especificas.
1. Tanque almacenador.
Recipiente almacenador de químico
inmunizante para la guadua, será ahí
donde se instalen los sensores y
elementos necesarios para el control, así
como también los diferentes actuadores
para ejecutar las acciones de control.
2. Rejas deslizantes.
Instaladas con el fin de proporcionar a la
guadua un ángulo de penetración
variable, para la salida de aire que se
encuentra almacenado en los
“Canutos”. El ángulo adecuado aun es desconocido.
3. Tapa de guarda.
Como se sabe de antemano, en cualquier proceso que involucre calentamiento de líquidos
hay una generación de calor y vapores, este elemento actúa como preservante de calor al
interior del tanque, ademas que proporciona seguridad para el operario encargado.
4. Bomba recirculadora.
El liquido preservante debe ser recirculado con cierta frecuencia, esto con el fin de mejorar
el proceso y de hacer que la mezcla sea homogénea en todo punto del tanque,
garantizado la calidad en el proceso de inmunizado. Adicionalmente la labor de la bomba
es llevar la solución al calentador cuando el controlador electrónico así no indique.
5. Calentador de solución.
Elemento encargado de calentar la mezcla química con orden del elemento controlador. En
este punto se debe tener en cuenta el modelo de transferencia de calor del sistema con el
medio para no hacer redundancia en el calentamiento.
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Figura Numero 3. Detalles y partes de funcionamiento.
6. Tanque dispensador.
Este elemento proporciona a la solución el componente químico que haga falta en
cualquier instante a lo largo del proceso, su control también estará a cargo del controlador
electrónico.
Vista interna del tanque de pruebas para el proceso de preservado.
La vista que se presenta en este párrafo, pretende dar al lector una visión al interior del
tanque de inmunizado. La imagen que se observa al lado derecho del parrado se
denomina, “vista en corte”. El lector puede observar que hay una pieza que corta en 45
grados el tanque, este elemento hace
que a la guadua se le pueda cambiar el
ángulo de penetración del liquido
inmunizante en cualquier momento,
esto se hizo con el propósito de
determinar cual es el ángulo optimo.
Adicionalmente al interior del tanque
prototipo se instalara unas guías de
ángulo, estos elementos son los
encargados de dar y mantener la altura
a las “Rejas Deslizantes (2)” para así
lograr un ángulo de penetración
diferente para cada prueba.
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Figura Numero 4. Vista de Corte de Tanque Prototipo.
Ventajas al desarrollar un tanque prototipo para el proceso de preserva-do de la guadua.
En esta parte del documento lo que se pretende es documentar al lector porque y para que
es necesario construir e implementar un tanque prototipo de preservado.
Un elemento de pruebas o prototipo ayuda a disminuir en una cuantía significante los cos-
tos de implementación y mantenimiento de maquinaria, o de cualquier nuevo componente
activo dentro de cualquier cadena de producción, el este caso, se esta hablando de la ca-
dena de preproduccion de guadua.
Dado que el centro piloto para la transformación de guadua estará en el municipio de
Buga, el costo que requiere hacer un viaje para poner a punto la maquinaria será
significativamente alto, hablando en términos de tiempo y dinero. De tal forma que
desarrollar un elemento de pruebas en las mismas instalaciones de la universidad será de
gran ayuda para investigador y hará que los resultados de la investigación se vean en un
periodo de tiempo mucho menor.
Un valor agregado que tiene el tanque prototipo de inmunizado es que se pueden hacer
pruebas con guaduas de longitud variable, dentro del tanque se puede mirar cual es la
diferencia en el porcentaje de preservado haciendo pruebas con guaduas de una longitud
entre 1.00m y 2.00 metros, se pretende dictaminar en que medida afecta el ángulo de
inclinación de la guadua dentro del tanque..
No hay una norma, regla o documento que dictamine cual es el ángulo de inclinación que
la guadua debe tener al momento de estar inmersa en el tanque de inmunización, por tal
motivo se hace necesario trabajar con un ángulo de inclinación de posición de la guadua
variable dentro de tanque. Esta característica del sistema se explico paginas atrás. La
pregunta que se genera a partir de esto es: porque variar el grado de inclinación de la
guadua para sumergirla en el tanque?. La respuesta esta en que la guadua al interior de
ella tiene cámaras de aire, llamadas “canutos”, lo que espera es que la solución
inmunizante llegue a todos los espacios de la guadua, entonces es necesario que el aire
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salga del interior de la guadua de forma similar a como ocurre con una botella sumergida
en agua. Lo que se pretende es que esos espacios de aire sean eliminados para dar paso
a la solución que se encarga de preservar la guadua. Con las imágenes siguientes se
planea dar una mejor explicación del porque del ángulo de inclinación.
Porque no hacer mediciones con guaduas de mas de 2.00m de longitud?. Previamente se
ha establecido que haciendo pruebas con guaduas entre 1.00m y 2.00m, se pueden
obtener datos que respalden las teorías conocidas con buen grado de exactitud y
confiabilidad. Hacer pruebas con guaduas de largo superior a 2.00m no trae ningún
beneficio adicional y ademas incrementa los costos de implementación y mantenimiento
del tanque en una cuantía significante.
La seguridad industrial y es uno de los factores que preocupa sobremanera a los
propietarios de las empresas transformadoras de guadua. Uno de los objetivos
fundamentales del trabajo investigativo en el tanque prototipo es fijar todas las normas y
estándares se seguridad que se deben tener en cuenta para el manejo de este tipo de
procesos.
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Figura Numero 5.1. Sentido de salida de aire al interior de la guadua.
Figura Numero 5.0. Estado de ingreso al tanque
Porque hacer un control de pH electrónico automatizado.
El control de pH de la solución química para preservado es algo que los empresarios
transformadores de guadua quieren implementar. Porque hacer un control de pH
totalmente automatizado y controlado por un elemento electrónico?. No se trata de quitar el
trabajo del hombre o de desplazarlo, lo que se pretende es lograr una exactitud a la hora
de hacer un control de pH, usando un controlador autónomo electrónico, se puede
garantizar un margen de error muy bajo. Usando un elemento de control autónomo
electrónico se eliminan muchos de los errores que el hombre pueda cometer cuando este
mismo realiza el control. El control electrónico aumenta la productividad dentro de la
cadena productiva, ya que hay menos desperdicio de material y las mediciones se hacen
mas exactas, trayendo como consecuencia una reducción en tiempo y en costos de
producción.
Antecedentes: que métodos se están usando hasta la fechas para el preservado de la guadua.
Inmunizado:
Para el proceso de inmunizado, las empresas transformadoras de guadua cuentan la ma-
yoría con una piscina (Ver Figura 6) escavada en la tierra de 7m de largo por 1,8m de an-
cho y 1,5m de profundidad; con capacidad para 120 guaduas, la cuál está recubierta con
una lona plástica vulcanizada donde se vierte el pentaborato (composición: 3% bórax y 3%
ácido bórico); el cual tiene un tiempo de vida útil de 6 meses aproximadamente, con un
costo de $3 millones dado el tamaño de esta piscina.
Inicialmente la piscina no se encontraba cubierta, lo cual generó que la mezcla se dañara y
debería ser sustituida con tan solo 2 meses de uso. Actualmente ésta cuenta con un techo
que la protege de la lluvia. Sin embargo, no hacen controles periódicos en laboratorio del
PH de la concentración. Las guaduas deben permanecer sumergidas durante 4 días.
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Drenado de Inmunizante:
Una vez las guaduas han sido inmunizadas, son colocadas en los burros durante 2 días
para retirar el exceso de inmunizante. Posteriormente son llevadas a la cámara de secado.
Inmunizado para latas:
Posteriormente de la etapa de cepillado las latas son inmunizadas en la piscina con penta-
borato. Las dejan sumergidas durante 8 horas; a diferencia de la guadua rolliza que tarda 4
días.
Uno de los factores que preocupa en este proceso es el de la seguridad de las personas
que controlan el procesos de inmunizado, ya que tienen que estar continuamente
expuestas a este componente químico, afectando esto la salud del operario.
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Techo
Piscina
Figura Numero 6. Piscina para Inmunizado de Guadua
Antecedentes: tanques de preservado actuales.
Preservado por Inmersión. En los tanques mostrados en las figuras de esta pagina se lleva a cabo el proceso de pre-servación por inmersión, este método consiste en introducir la guadua previamente aguje-rada por los tabiques (nudos de la guadua) preferiblemente con una varilla puntiaguda de 12.7 mm (1⁄2") ó con broca soldada a la punta de una varilla 1⁄2 “ y utilizar taladro, luego
sumergir en un tanque que contiene la so-lución de ácido bórico y bórax en relación 1:1 que podría oscilar entre el 2 al 4%, por ej: sí fuera 4%, la relación sería 2 y 2% (de ácido bórico y bórax); dejando allí la gua-dua en exposición prolongada por 8 días, porque es el tiempo mínimo requerido, don-de la guadua deja de absorber la solución.
La problemática que se presenta en este
tipo de diseños de tanque de preservado,
es que se debe ejercer una gran presión
sobre las guaduas a sumergir con el fin de
contrarestar al fuerza que produce el aire
que esta dentro de los canutos, cuando
trata subir a la superficie. Es por esta ra-
zon que parte de la guadua queda con po-
co liquido inmunizante. Con el nuevo tan-
que de preservado se quiere garantizar
que gran porcentaje de la guadua quede
totalmente inmunizada después del proce-
so.
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Figura Numero 7. Tanque preservado estándar.
Figura Numero 8. Tanque preservado.
Planos y medidas en detalle de tanque prototipo de preservado.
Surtidor.
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