Universidad de San Carlos de Guatemala

Facultad de Ingeniería

Escuela de ingeniería Mecánica

Plantas de Vapor

Ing. Gilberto Morales

Aux. Christopher García

Generadora de Vapor Ecológica

JORGE ALBERTO GALVEZ ALVARADO 200516138

JOSÉ RODRIGO TORRES CARDONA 200718865

DIEGO MANUEL ACEITUNO FERNANDEZ 200714294

OTTO EDUMUNDO SORIA MEDINA 200714323

CARLOS IVAN GARCIA DE LA CRUZ 200714363

NESTOR JOSUE PEREZ RAMIREZ 200614802

1

INDICE

Caratula-------------------------------------------------------------------------------- pág. 1

Índice ---------------------------------------------------------------------------------- pág. 2

Justificación -------------------------------------------------------------------------- pág. 3

Objetivos Generales ---------------------------------------------------------------- pág. 4

Objetivos Específicos -------------------------------------------------------------- pág. 4

Metodología -------------------------------------------------------------------------- pág. 5

Recursos Generales Específicos ------------------------------------------------- pág. 8

Bibliografía --------------------------------------------------------------------------- pág. 9

2

JUSTIFICACION

Una caldera es una maquina o dispositivo de ingeniería que está diseñado para generar vapor saturado. Éste vapor se genera a través de una transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado liquido, se calienta y cambia de estado.Según la ITC-MIE-AP01, caldera es todo aparato a presión en donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor; Aplicando este concepto para fabricar una caldera “casera” podemos utilizar cualquier material media vez soporte las tempereturas a las cuales sera generado el vapor ó agua caliente según sea su aplicación.

El aprender a utilizar este principio basico de transformacion de energia se tendra la idea fundamental de generar energia utilizable para poder llevar a cabo distintas actividades , ya que al generar el proyecto de la caldera casera se obtendran los conocimientos basicos sobre como sacarle el mayor provecho a los medios con los que se cuenta, tambien ayudara a que se conozcan distintos metodos que sean amigables con el medio ambiente, ya que en la epoca actual se esta generando energia no renovable sin tomar en cuenta el deterioro de el medio ambiente, y esto no se puede dejar por un lado ya que poco a poco se van acabando para generar la misma.

Para terminar este proyecto es de suma importancia ya que debemos tomar medidas con el hecho de encontrar energias alternativas que sean renovables, y no nocivas al ambiente, y a la vez se pondran en practica todos los conocimientos y concpetos obtenidos en la clases de plantas de vapor, ya que estos son indispenasables en aplicación de la ingenieria mecanica.

3

OBJETIVO GENERALES

Idear la forma de construcción de una caldera casera.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Determinar cual será la aplicación de la caldera. Seleccionar los materiales a usar tomando en cuenta la reducción de costos.

4

METODOLOGIA

El enfoque basico de la caldera que se va a realizar, es que sea agrdable al ambiente, esto quiere decir que no contamine, y la idea es la misma generar vapor a tracvez de un combustible ecologico, para empezar con el pryecto se pone a continuacion como los pasos con los que se va a producir el biodiesel:

Además del aceite o grasa, sólo se necesita unos pocos productos químicos generalmente fáciles de conseguir y un equipamiento que se puede comprar o fabricar en forma sencilla. El biodiésel obtenido es un combustible, en algunos casos, más barato que el diésel del petróleo, limpio, no tóxico, renovable, y de gran calidad que se puede utilizar en cualquier motor diésel sin ningún tipo de modificación.

Productos NecesariosPara la mezcla:1. Aceite de cocina usado o nuevo (triglicéridos); por ejemplo, aceite de freidora.2. Metanol (alcohol metílico) con una pureza del 99% o más, lo que quiere decir que tiene el 1% o menos de agua. Podría utilizarse también etanol (alcohol etílico) pero es mucho más difícil y por lo tanto menos económico conseguir etanol con una pureza tan alta. Generalmente el alcohol etílico farmacéutico tiene una pureza de hasta el 96%.3. Hidróxido de sodio (soda o sosa cáustica, lejía); se debe tener especial cuidado en mantenerlo seco.

Para la valoración:1. Alcohol isopropílico con una pureza del 99% o más.2. Agua destilada3. Solución de fenolftaleína (que no tenga más de un año, protegerla de la luz intensa). El “fenol”, o “rojo de fenol”, que se vende para las piscinas no es lo mismo que la fenolftaleína; se puede usar, pero el modo de empleo puede ser distinto.

Para el lavado:1. Vinagre2. Agua

5

Los pasos para hacer Biodiésel

1. Filtrar el aceite para quitarle los restos sólidos. (para aceites usados)2. Quitar el agua presente en el aceite (opcional).3. Valoración para calcular la cantidad de lejía o catalizador es necesario.4. Preparación del metóxido de sodio.5. El proceso de Transesterificación.6. La decantación para separar el biodiésel de la glicerina.7. Lavado y secado del biodiésel.8. Comprobar la calidad del biodiésel.

El proceso que convierte la mezcla de aceite con el metóxido se llama transesterificación, y es similar a la saponificación. La saponificación forma jabón.Para hacer jabón se mezclan triglicéridos (aceite, grasa) con una disolución de hidróxido de sodio (NaOH, sosa cáustica, lejía) en agua. En esta reacción las cadenas de ester, también llamadas lípidos, se separan de la glicerina y se unen al sodio para formar jabón. Uno de sus extremos es atraído por moléculas polares como el agua, y el otro es atraído por moléculas apolares como el aceite. Esa es la característica que hace útiles a los jabones.

En la transesterificación la lejía o catalizador y el metanol se unen para formar metóxido de sodio (Na+ CH3O-). Cuando se mezcla el metóxido con aceite, rompe las uniones de la molécula de aceite, liberando glicerina y ácidos grasos. Estos últimos se unen al metanol formando biodiésel, y un poco de jabón a veces. Si se utiliza metanol el producto final se llama metiléster, y si se utiliza etanol se llama etiléster.

Ya con el biodiesel producido se presenta la idea y el funcionamiento basico de la caldera que se va a realizar:

Se tiene un tonel partido la mitad desde el punto vertical, una mitad del tonel ósea la mitad inferior va a tener la función del hogar, el hogar va a ser alimentado po0r el biodiesel que ya se produjo anteriormente, como bien sabe deben a ver tres elementos para generar una combustión que son el combustible el oxigeno y la fuente de calor, el oxigeno va a estar en el ambiente, entonces el combustible será suministrado utilizado la gravedad como medio de circulación, este se tendrá administrado en un recipiente a la altura suficiente para que este tenga el flujo necesario para poder mantener la combustión, los tubos que conducirán el biodiesel serán de cobre que deben estar expuesto al sol, esto se debe a que el biodiesel debe estar precalentado para obtener una combustión optima, la entrada del biodiesel será por un costado en la parte inferior de la mitad del tonel y al no mas ingresar a la parte interna del tonel estará la chispa que se obtendrá a través de un resistencia eléctrica debidamente instalada, y ya se tiene el primer paso que es la llama en el hogar.

Luego en la parte superior de la mitad del tonel que funcionara como hogar se colocara una parrilla metálica de acero, en forma de cuadricula, que funcionara para sostener las ollas de presión modificadas, que serán el medio productor del vapor, las ollas tendrán dos modificaciones

6

una será la del suministro de agua, que se dará a través de tubería, y esta tubería vendrá de los tanques de depósito de agua que hará que el agua llegue a la ollas a través de un sistema de gravedad, para mantener el nivel del agua dentro de la ollas adecuadamente antes de iniciar el proceso de combustión deberán estar llenas en un 50% de su capacidad, y al momento que índice la combustión esto llevara a generar vapor, en ese momento se abrirán las llaves de suministro de agua, en los tubos de suministro de agua abra que instalar un válvula anti retorno, ya con el agua suministrada dentro de las ollas comience el proceso de producción de vapor, la segunda modificación que tienen las ollas de presión es que en el lugar de la válvula convencional que poseen se instalaran tubos conductores que transportaran el vapor producido a la parte superior del tonel que se encuentra previamente sellado, que será la cámara de vapor, en la cámara de vapor se tendrán distintas salidas de vapor pata poder hacer uso del vapor producido.

Se hace salvedad de que todas las conexiones estarán realizadas con las medidas de seguridad necesarias.

Esa es la idea básica de la caldera.

7

Recursos Generales Específicos

- 3 toneles metal:1 tonel para el depósito de agua, otro para el depósito del biodiesel y el otro para la fabricación de la caldera.

- 1 parrilla de cuadricula en forma circular del mismo diámetro del tonel.- Tubería de cobre de automóvil (frenos).

Para transporte de biodiesel, agua y vapor generado.- Resistencia eléctrica que generara la chispa para la combustión.- 4 ollas de presión en condiciones óptimas.- 1 válvula anti retorno para agua y vapor- 1 válvula de prevención de retorno de llama.- Acoples necesarios para las conexiones tubo tonel.

8

9

BIBLIOGRAFIA

- http://www.biodisol.com/como-hacer-biodiesel-produccion-y-fabricacion-de-biodiesel-casero/

10