b. Menores costos y tiempos de instalación c. Carácter modular de las centrales de ciclo combinado d. Menor requerimiento de espacio y de agua e.Capacidad de utilizar una gran diversidad de combustibles f. Reducción de los niveles de emisiones contaminantes g. Reducción de emisiones de bióxido de carbono (CO2)
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domingo, 8 de septiembre de 2013
Generación de energía eléctrica y medio ambiente
lunes, 16 de febrero de 2009
ENERGÍA ELÉCTRICA Y EL MEDIO AMBIENTE
CUIDANDO EL
ECOSISTEMA
PARA UN MEDIO
AMBIENTE
SALUDABLE.
Lo maravilloso es salir al campo un fin de semana con familia y encontrar hermosos paisajes, la gastronomía. No tan lejano de Lima se ubica Santa Eulalia, encantador y acogedor por su naturaleza y clima con una pachamanca delicioso ancestral de sabores distintas a elección, para deleitar su sabor una chicha de jora espumante.
Lo maravilloso es salir al campo un fin de semana con familia y encontrar hermosos paisajes, la gastronomía. No tan lejano de Lima se ubica Santa Eulalia, encantador y acogedor por su naturaleza y clima con una pachamanca delicioso ancestral de sabores distintas a elección, para deleitar su sabor una chicha de jora espumante.
En esta parte de Lima no sólo se caracteriza por las actividades antes mencionadas, lo hermoso es la conservación de la ecología de la empresa generadora de energía eléctrica que para su trasmisión tuvieron un cuidado minucioso de la ecología. Es así que las torres de trasmisión de energía eléctrica se ubican alejadas de las áreas verdes de tal manera no afecta las plantas a la vez de ser fuente de alimentación de los lugareños aporta para un medio sano.
La Red de Transporte de Energía Eléctrica es la parte del sistema de suministro eléctrico constituida por los elementos necesarios para llevar hasta los puntos de consumo y a través de grandes distancias la energía generada en las centrales eléctricas.
Para ello, los volúmenes de energía eléctrica producidos deben ser transformados, elevándose su nivel de tensión. Esto se hace considerando que para un determinado nivel de potencia a transmitir, al elevar el voltaje se reduce la corriente que circulará, reduciéndose las pérdidas por Efecto Joule. Con este fin se emplazan subestaciones elevadoras en las cuales dicha transformación se efectúa empleando transformadores, o bien autotransformadores. De esta manera, una red de transmisión emplea usualmente voltajes del orden de 220 kV y superiores, denominados alta tensión, de 400 kV.
Parte fundamental de la red de transporte de energía eléctrica son las líneas de transporte.
Una línea de transporte de energía eléctrica o línea de alta tensión es básicamente el medio físico mediante el cual se realiza la transmisión de la energía eléctrica a grandes distancias. Está constituida tanto por el elemento conductor, usualmente cables de cobre o aluminio, como por sus elementos de soporte, las Torres de alta tensión. Generalmente se dice que los conductores "tienen vida propia" debido a que están sujetos a tracciones causadas por la combinación de agentes como el viento, la temperatura del conductor, la temperatura del viento, etc.
Existen una gran variedad de torres de transmisión como son conocidas, entre ellas las más importantes y más usadas son las torres de amarre, la cual debe ser mucho más fuertes para soportar las grandes tracciones generadas por los elementos antes mencionados, usadas generalmente cuando es necesario dar un giro con un angulo determinado para cruzar carreteras, evitar obstáculos, así como también cuando es necesario elevar la línea para subir un cerro o pasar por debajo/encima de una línea existente.
Existen también las llamadas torres de suspensión, las cuales no deben soportar peso alguno más que el del propio conductor. Este tipo de torres son usadas para llevar al conductor de un sitio a otro, tomando en cuenta que sea una línea recta, que no se encuentren cruces de lineas u obstáculos.
El voltaje y la capacidad de la línea de transmisión afectan el tamaño de estas estructuras principales. Por ejemplo, la estructura de la torre varía directamente según el voltaje requerido y la capacidad de la línea. Las torres pueden ser postes simples de madera para las líneas de transmisión pequeñas hasta 46 kilovoltios (kV). Se emplean estructuras de postes de madera en forma de H, para las líneas de 69 a 231 kV. Se utilizan estructuras de acero independientes, de circuito simple, para las líneas de 161 kV o más. Es posible tener líneas de transmisión de hasta 1.000 kV.
Al estar estas formadas por estructuras hechas de perfiles de acero, como medio de sustentación del conductor se emplean aisladores de disco y herrajes para soportarlos.
Impactos ambientales.
El impacto ambiental potencial de líneas de transmisión de energía eléctrica incluyen la red de transporte de energía eléctrica, el derecho de vía, las playas de distribución, las subestaciones y los caminos de acceso o mantenimiento. Las estructuras principales de la línea de transmisión son la línea misma, los conductores, las torres y los soportes.
Las líneas de transmisión pueden tener pocos, o cientos de kilómetros de longitud. El derecho de vía donde se construye la línea de transmisión puede variar de 20 a 500 metros de ancho, o más, dependiendo del tamaño de la línea, y el número de líneas de transmisión. Las líneas de transmisión son, principalmente, sistemas terrestres y pueden pasar sobre los humedales, arroyos, ríos y cerca de las orillas de los lagos, bahías, etc. Son técnicamente factibles, pero muy costosas, las líneas de transmisión subterráneas.
Las líneas de transmisión eléctrica son instalaciones lineales que afectan los recursos naturales y socioculturales.[1] Los efectos de las líneas cortas son locales; sin embargo, las más largas pueden tener efectos regionales. En general, mientras más larga sea la línea, mayores serán los impactos ambientales sobre los recursos naturales, sociales y culturales. Como se tratan de instalaciones lineales, los impactos de las líneas de transmisión ocurren, principalmente, dentro o cerca del derecho de vía. Cuando es mayor el voltaje de la línea, se aumenta la magnitud e importancia de los impactos, y se necesitan estructuras de soporte y derechos de vía cada vez más grandes. Se aumentan también los impactos operacionales. Por ejemplo, los efectos del campo electromagnético (EMF) son mucho mayores para las líneas de 1.000 kV, que para las de 69 kV.
Los impactos ambientales negativos de las líneas de transmisión son causados por la construcción, operación y mantenimiento de las mismas. Las causas principales de los impactos que se relacionan con la construcción del sistema incluyen las siguientes:
El desbroce de la vegetación de los sitios y los derechos de vía; y,
La construcción de los caminos de acceso, los cimientos de las torres y las subestaciones.
La operación y mantenimiento de la línea de transmisión incluye el control químico o mecánico de la vegetación dentro del derecho de vía y, de vez en cuando, la reparación y mantenimiento de la línea. Estas actividades, más la presencia física de la línea misma, pueden causar impactos ambientales.
En el lado positivo, al manejarlos adecuadamente, los derechos de vía de las líneas de transmisión pueden ser beneficiosos para la fauna. Las áreas desbrozadas pueden proporcionar sitios de reproducción y alimentación para las aves y los mamíferos. El efecto de "margen" está bien documentado en la literatura biológica; se trata del aumento de diversidad que resulta del contacto entre el derecho de vía y la vegetación existente. Las líneas y las estructuras pueden albergar los nidos y servir como perchas para muchas aves, especialmente las de rapiña.
Desbroce y control de la vegetación en los derechos de vía
Hay una variedad de técnicas para limpiar la vegetación del derecho de vía y controlar la cantidad y tipo de la nueva vegetación. Desde el punto de vista ambiental, el desbroce selectivo utilizando medios mecánicos o herbicidas es preferible y debe ser analizado en las evaluaciones ambientales del proyecto.
Se debe evitar el rocío aéreo de herbicidas porque no es selectivo e introduce grandes cantidades de químicos al medio ambiente, y además es una técnica de aplicación imprecisa y puede contaminar las aguas superficiales y las cadenas alimenticias terrestres, y eliminar las especies deseables y envenenar la fauna.
Riesgos para la salud y la seguridad
Al colocar líneas bajas o ubicarlas próximas a áreas con las actividades humanas (p.e., carreteras, edificios) se incrementa el riesgo de electrocución. Normalmente, las normas técnicas reducen este peligro. Las torres y las líneas de transmisión pueden interrumpir la trayectoria de vuelo de los aviones cerca de los aeropuertos y poner en peligro las naves que vuelan muy bajo, especialmente, las que se emplean para actividades agrícolas.
Las líneas de transmisión de energía eléctrica crean campos electromagnéticos. Se disminuye la potencia de los campos, tanto eléctricos, como magnéticos, con el aumento de la distancia de las Líneas de transmisión. La comunidad científica no ha llegado a ningún consenso en cuanto a las respuestas biológicas específicas a la fuerza electromagnética, pero resultados emergentes en comunidades anexas a esta influencia física, sugieren que hay antecedentes fundamentados de riesgos para la salud, asociados a algunos tipos de cáncer.[2]
Se han promulgado normas en varios estados de los Estados Unidos que reglamentan la fuerza electromagnética que está asociada con las líneas de transmisión de alto voltaje.
Referencias
↑ Libro de Consulta para Evaluación Ambiental (Volumen I; II y III). Trabajos Técnicos del Departamento de Medio Ambiente del Banco Mundial.
↑ Campos electromagnéticos de líneas eléctricas, resumen realizado por GreenFacts de un informe de la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer. "Summary of Data Reported and Evaluation of Static and Extremely Low-Frequency (ELFs) Electric and Magnetic Fields"
lunes, 9 de febrero de 2009
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE
Toda actividad humana agrede en mayor o menor medida el medio ambiente. La GENERACION DE ENERGIA ELECTRICA es una actividad humana básica ya que está directamente relacionada con los requerimientos primarios del hombre. Todas la formas de utilización de las fuentes de energías tanto las convencionales como las denominadas alternativas o no convencionales, agreden en mayor o menor medida nuestro MEDIO AMBIENTE.
Asimismo, podemos asegurar que esta situación no podrá ser modificada por nuestro país, La REPUBLICA ARGENTINA, ni por los grandes países industrializados del mundo, en el corto o mediano plazo. Los combustibles fósiles, a pesar de ser recursos energéticos no renovables seguirán siendo utilizados masivamente.
De igual modo la demanda energética mundial crecerá, por un lado debemos considerar el aumento demográfico estimado para el próximo milenio y por el otro el constante avance del hombre en el campo de la industrialización y el confort. Cabe aclarar que de todas las posibles energías que el hombre pueda disponer, la energía eléctrica luego de generada es la más LIMPIA.
Por todo lo antedicho queda claro que la humanidad no está en condiciones de renunciar al uso de estos recursos energéticos, ya que no cubriría sus necesidades primarias, por lo tanto quedan como posibles soluciones a este inconveniente:
Estudiar los procesos de generación eléctricos con el objeto de obtener la mayor cantidad de producto (Kw/h) con el mínimo empleo de insumos no renovables (combustibles fósiles, nucleares etc.); es ésta una forma de reducir emisiones contaminantes, por parte de los generadores.
RACIONALIZAR el uso de la energía eléctrica a efectos de no gastar más de lo necesario partiendo de la premisa que para generar lo mismo, el consumo de combustibles es menor y en consecuencia también las emisiones contaminantes, estando este punto especialmente dirigido a los consumidores.
Estudiar los efectos, con el objeto de reducir al mínimo la agresión al medio ambiente y particularmente al ser humano por parte de los diferentes procesos de obtención de recursos primarios y posterior generación.
Asimismo, podemos asegurar que esta situación no podrá ser modificada por nuestro país, La REPUBLICA ARGENTINA, ni por los grandes países industrializados del mundo, en el corto o mediano plazo. Los combustibles fósiles, a pesar de ser recursos energéticos no renovables seguirán siendo utilizados masivamente.
De igual modo la demanda energética mundial crecerá, por un lado debemos considerar el aumento demográfico estimado para el próximo milenio y por el otro el constante avance del hombre en el campo de la industrialización y el confort. Cabe aclarar que de todas las posibles energías que el hombre pueda disponer, la energía eléctrica luego de generada es la más LIMPIA.
Por todo lo antedicho queda claro que la humanidad no está en condiciones de renunciar al uso de estos recursos energéticos, ya que no cubriría sus necesidades primarias, por lo tanto quedan como posibles soluciones a este inconveniente:
Estudiar los procesos de generación eléctricos con el objeto de obtener la mayor cantidad de producto (Kw/h) con el mínimo empleo de insumos no renovables (combustibles fósiles, nucleares etc.); es ésta una forma de reducir emisiones contaminantes, por parte de los generadores.
RACIONALIZAR el uso de la energía eléctrica a efectos de no gastar más de lo necesario partiendo de la premisa que para generar lo mismo, el consumo de combustibles es menor y en consecuencia también las emisiones contaminantes, estando este punto especialmente dirigido a los consumidores.
Estudiar los efectos, con el objeto de reducir al mínimo la agresión al medio ambiente y particularmente al ser humano por parte de los diferentes procesos de obtención de recursos primarios y posterior generación.
miércoles, 14 de noviembre de 2007
corriente electrica
El concepto de corriente eléctrica como su nombre lo indica se refiere al flujo de las cargas eléctricas en el espacio en una dirección determinada. Se pretende con él describir el movimiento de la carga eléctrica en una dirección del espacio y medir la rapidez del flujo de carga.
Corriente EléctricaSe dice que existe una corriente eléctrica cuando hay un flujo neto de carga eléctrica en una dirección específica del espacio. Para definir una expresión que permita calcularla, es necesario considerar una dirección del espacio y tener información de la carga neta que atraviesa a una superficie perpendicular a esa dirección. Algo similar a lo que haría una persona que observara los transeúntes que caminan por una calle, a través de la rendija de su puerta y contará las personas que van de un lado a otro.
En el caso de la electricidad, la corriente es la carga neta que atraviesa una superficie transversal en cada unidad de tiempo. Operacionalmente se define:
I= Q/t
Siendo Q la magnitud de la carga, t el tiempo e I la magnitud de la corriente.La corriente eléctrica se mide en Amperios en honor al Físico francés Ampere. Un Amperio equivale al flujo de un Coulombio de carga eléctrica por segundo.Existen diferentes múltiplos y submúltiplos de esta unidad, pero quizás los más usados son:
1 miliamperio = 10 -3 Amperios.1 microamperio=10 -6 Amperios.
Donde quiera que haya carga eléctrica en movimiento es posible medir una corriente, sin embargo la carga eléctrica por ser una propiedad intrínseca de la materia se desplazará de acuerdo como lo haga la materia misma; ello dará lugar a diferentes tipos de corrientes que reciben diferentes denominaciones de acuerdo a las características del movimiento.
Corriente Directa o Continua(C.C o D.C ) . Esta denominación se usa para corrientes cuyas magnitudes permanecen constantes en el tiempo, además, en las regiones donde las cargas se mueven, lo hacen siempre en el mismo sentido. La corriente continua es proporcionada por las pilas, como en el caso de las linternas y los radios, o por los acumuladores de los automóviles.
También algunos transformadores, como los que usan las calculadoras o los teléfonos celulares proporcionan corriente continua. Observa en el circuito eléctrico animado, la representación del sentido de la corriente al cerrar el circuito con el conmutador o cuchilla, y la representación gráfica de la variación de la corriente a través del tiempo que ocurre en él. Donde el gráfico es horizontal la corriente permanece constante, y donde no lo es, la corriente es variable en el tiempo.
Corriente Alterna.(C.A) Se denominan así, a las corrientes que varían alternativamente de sentido y de magnitud. Son producidas por fuerzas eléctricas que cambian alternativamente de sentido e intensidad, ocasionando un movimiento de vaivén o de oscilación de las cargas. Esas oscilaciones ocurren con una determinada frecuencia, cuyo valor es escogido por los fabricantes de los generadores de ese tipo de corriente. La frecuencia de los cambios, se mide en ciclos por segundo o Hertz y en Venezuela se ha escogido un sistema de electricidad que oscila 60 veces por segundo o 60 Hertz..
En la gráfica se muestra un esquema de un generador de corriente alterna y se muestra una representación gráfica de la forma como varía la corriente producida por él a través del tiempo. En ese gráfico se puede observar, que hay un intervalo de tiempo donde la corriente es variable pero positiva (las cargas se mueven en un sentido ), y otro intervalo donde la corriente es variable pero negativa( las cargas se mueven en sentido contrario al del intervalo anterior). Este proceso se repite alternativamente con una cierta frecuencia.
Causa de la corriente eléctrica . Para que se produzca una corriente eléctrica es necesario que exista algún agente que produzca una fuerza electromotriz, es decir una fuerza que produzca movimiento sobre las cargas. Ello se logra con cualquier dispositivo construido para ello, como una pila, un acumulador de auto, un generador de corriente, continua o alterna o cualquier otro aparato que establezca una diferencia de potencial en un medio material donde haya cargas susceptibles de moverse.
Medida de la corriente eléctrica . La corriente eléctrica es un movimiento ordenado de cargas en el espacio. Para poder medir este movimiento de cargas es necesario colocar un instrumento que reciba las cargas, detecte el sentido del movimiento y la cantidad de carga que se mueve de un lado a otro en el espacio.
Estos instrumentos se denominan amperímetros y existen de diferentes tipos, debiéndose tomar en cuenta el tipo de corriente que se va a medir para elegir el aparato apropiado.
jueves, 16 de agosto de 2007
ORIGEN DE LA ELECTRIDAD
Teoría de la Electricidad
La electricidad es un fenómeno físico que se produce por la interacción de cargas eléctricas.
El origen de la electricidad es atómico, es decir, el origen se encuentra en los átomos, más específicamente en los electrones. Los protones y neutrones se encuentran en el núcleo y los electrones giran en órbitas alrededor de los protones. Existen fuerzas eléctricas en el átomo que impiden que los electrones se escapen de sus órbitas o que se precipiten sobre el núcleo.
En condiciones normales el número de protones y de electrones es igual. Entonces se dice que el átomo se encuentra en un estado neutro.
Los electrones tienen una carga negativa y se designa con un signo menos (-)
Los protones tienen una carga positiva y se les designa con un signo más (+)
Como ambas cargas son opuestas, existe una atracción entre ellas, además que se anulan sus cargas.
Ciertos átomos que están en equilibrio, como algunos metales, tales como la plata, el oro, el cobre, el aluminio, etc., tienen los electrones de sus órbitas externas propensos a arrancarse de ellas, o también a recibir como “allegados” a electrones de otros átomos vecinos de elementos que a su vez tienen electrones más o menos “sueltos”.
Esta capacidad hace que se comporten como conductores eléctricos.
Otros elementos tienen sus electrones externos muy ligados al núcleo y por lo tanto, no ceden electrones ni aceptan la presencia de “allegados”. Forman así grupos aislados, constituyendo “aisladores eléctricos”, como puede ser la loza, el vidrio, los plásticos, etc.
Si un átomo que está en estado de equilibrio pierde algunos de sus electrones, es obvio que las cargas positivas superarán a las negativas y predominarán las positivas.
Si por el contrario, el átomo recibe electrones en su órbita externa, ahora las partículas negativas superarán las positivas y quedará predominando ésta polaridad o carga.
Estos átomos desequilibrados, en los cuales predominan cargas positivas o negativas, se llaman iones; por lo tanto existen iones positivos (cationes) e iones negativos (aniones).
Un ión positivo atraerá hacia sí a los electrones que están a su alrededor y que pertenezcan a algún átomo con sus electrones externos “sueltos”. Estos sucesivos traspasos darán origen a la electricidad.
Al decir que los átomos con diferencia de electrones y por tanto con carga positiva, atraen hacia ellos a electrones vecinos, logra definir que la corriente circula de negativo a positivo (en corriente continua).
Conviene tener muy en claro, que nada es absolutamente positivo o negativo; todo depende del nivel de referencia en que hacemos la comparación.
Electricidad Estática
Los objetos neutros pueden cargarse por fricción, por contacto con un objeto cargada positiva o negativamente o por inducción (en el conductor en movimiento en el interior de un campo magnético, en este caso la carga inducida tiene una polaridad opuesta a la carga que genera.
El fenómeno puede ser tan vivo que provoque chispas visibles en la oscuridad, como cuando pasamos rápidamente la mano sobre el lomo del gatito regalón o cuando nos sacamos violentamente el chaleco de fibras plásticas.
Electricidad Dinámica:
Este tipo de electricidad que podemos manejar y controlar, de tal modo que produzca determinados efectos.
Existen muchas fuerzas que generan electricidad dinámica, entre ellas:
La energía química a través de todos los tipos de pilas conocidos.
La energía magnética a través de los gigantescos alternadores de una usina eléctrica, el dínamo de la bicicleta o el microgenerador formado por un micrófono dinámico o la cápsula de tocadiscos magnética.
La energía térmica que provoca la generación de tensiones eléctricas en dos metales distintos al ser calentados.
La energía luminosa que en las celdas solares provoca el desprendimiento de electrones. Muy usadas hoy en día en las naves espaciales.
La energía mecánica que provoca la generación de tensiones en ciertas sustancias llamadas piezoeléctricas; al ser golpeadas violentamente. Se emplean en sistemas de encendido de cocinas, automóviles, encendedores, etc., también en las cápsulas de tocadiscos del tipo cristal o cerámica.
Conductancia:
No todos los cuerpos tienen la misma capacidad para entregar o recibir electrones en su capa externa, y por lo tanto dejar pasar la corriente eléctrica. Algunos como el cobre, el aluminio, el oro, etc., son buenos “conductores”. Otros como el carbón, la magnanina, el nicrome (Niquel-Cromo), etc., presentan una vía dificultosa al paso de la corriente, es decir, ofrecen resistencia al paso de los electrones. Por último hay algunos que no la dejan pasar en absoluto, y reciben por esta razón el nombre de aisladores: la loza, la porcelana, los plásticos, la mica, el caucho, el vidrio, etc., poseen entre otros cuerpos, dicha particularidad.
Conductancia y resistencia son, pues, dos conceptos totalmente opuestos o inversos, en efecto, mientras más conductor es un cuerpo, menor es su resistencia y viceversa.
Corriente Eléctrica
Si tomamos un trozo de alambre, debemos suponer que todos los electrones que lo constituyen están en equilibrio. Ahora bien, si unimos los extremos de un alambre, uno al contacto central de una pila de linterna y el otro extremo a la parte inferior metálica de ella, se establecerá una corriente eléctrica. En efecto, en la pila y por causa de un proceso químico, se produce en su parte, una acumulación de electrones (polo -), y en su contacto central una carencia de ellos; se ha establecido entonces un desequilibrio eléctrico.
En el instante de conectar el alambre, el punto carente de electrones tratará de absorber los electrones libres de cada átomo del cobre, los que serán reemplazados por los electrones sobrantes en la parte externa de la pila. Durante un tiempo, millones y millones de electrones estarán desplazándose por el alambre, estableciéndose así una corriente eléctrica.
La energía química de los elementos internos de la pila se irá paulatinamente agotando, y con ello disminuirá el caudal de electrones en circulación. Después de un tiempo el desnivel eléctrico será casi nulo y la corriente será prácticamente cero.
El ampere o amperio es la unidad que mide la corriente eléctrica que circula por un conductor o circuito, o sea, la intensidad de ella. Así como un camino ancho permite un paso simultáneo de mayor cantidad de vehículos, un alambre grueso permitirá el paso de una corriente eléctrica de mayor “intensidad que uno delgado”.
Para que se establezca una corriente eléctrica, se requiere también un desnivel o diferencia de potencial. Mientras mayor sea este desnivel, mayor será la fuerza electromotriz que impulsará el paso de los electrones.
La fuerza electromotriz se designa con una letra E y su unidad de medición es el voltio. La fuerza electromotriz corresponde a la tensión.
Ley de Ohm
Mientras mayor sea el desnivel eléctrico o diferencia de tensión, mayor será la corriente en circulación.
Considerando por otra parte que hay cuerpos que ofrecen fuerte oposición al paso de la corriente eléctrica, se comprenderá que si queremos hacer circular a través de éstos una gran corriente, será necesario aplicarles una gran presión o tensión eléctrica entre sus extremos.
Se deduce de lo anterior que existe una estrecha relación entre estas tres magnitudes: Tensión, Corriente y Resistencia. La formulación de estas relaciones constituyen la llamada Ley de Ohm. Esto queda expresado en la siguiente fórmula:
V = R x I
También puede ser:
V ÷ R = I ; V ÷ I = R
miércoles, 20 de junio de 2007
automatizacion industrial
Marco Teórico
Actividades
El área de automatización desarrolla actividades educativas de investigación y desarrollo y de extensión, en el área de sistemas dinámicos y sus aplicaciones al control automático, teoría de señales, identificación, modelamiento e Instrumentación.
Dentro de las actividades educativas, el área de Automatización desarrolla cursos de pregrado involucrados dentro de los programas académicos de la Facultad de Ingeniería, y un curso de postgrado Itinerante.
En el área de Investigación y desarrollo, del Programe ofrece asesoría y soporte en el desarrollo e implementación de nuevas técnicas en el área de instrumentación, identificación, tratamiento de señales, ajuste y diseño de controladores.
La apertura ha mostrado que, a pesar de existir en el país, un elevado número de industrias en todos los campos de la producción, la gran mayoría no está en capacidad de competir en los Mercados Internacionales, tanto en cantidad como en calidad. La explicación salta a la vista cuando se observa y analiza el parque de máquina y equipo empleados. Este está formado por una amplia gama de tecnologías, la mayoría de ellas con una alta participación manual en sus procesos. Como resultado, su rendimiento es mínimo y no hay homogeneidad en los bienes producidos. El pretender reponer el parque industrial por aquel do alta tecnología do punta, os una tarea que raya en lo imposible para la casi totalidad de las empresas debido a los altos costos que ello representa. Se puede contar con los dedos de las manos las actuales empresas nacionales que podrían hacerlo. Sin embargo, lo anterior no debe ser una razón para permanecer en el actual estado do atraso. Existen soluciones viables para que cada uno de los grupos o niveles tecnológicos y aprovechando sus propias máquinas y equipos, Implanten una automatización acorde a sus condiciones. Para formar el recurso humano capaz de diseñar y dirigir esta labor, se ha estructurado el programa académico a nivel de Pregrado de Ingeniería en Automatización Industrial.
Grado de automatización,Según la importancia de la automatización, se distinguen los siguientes grados:Aplicaciones en pequeña escala como mejorar el funcionamiento de una maquina en orden a:Mayor utilización de una máquina, mejorando del sistema de alimentación.Posibilidad de que un hombre trabaje con más de una máquina.Coordinar o controlar una serie de operaciones y una serie de magnitudes simultáneamente.Realizar procesos totalmente continuos por medio de secuencias programadas.Procesos automáticos en cadena errada con posibilidad de autocontrol y autocorrecclón de desviaciones.Perfil Ocupacional
Diseñar, desarrollarar implementar procesos de Automatización en Industrias y Agroindustrias, tanto elementales como complejas.
Analizar, adaptar y crear tecnología en el campo de la Automatización Industrial y Agroindustrial.
Prestar asesoría a le Industria en estudios de factibilidad tendientes a su modernización.
Prestar asesoría al Estado en la definición de los planes de fomento y modernización de la Industria y la Agroindustrial.
Fuentes De Trabajo
Debido a que la formación recibida durante su etapa de estudios no está limitada a una determinada línea de maquinas y equipos, sino que se consientiza en que la función de Automatización tienen una cuente los principios de funcionamiento, el egresado encuentra como fuente de trabajo a todo tipo de empresas dedicada a la producción de bienes o de transformación de materias primas, empleando procesos industriales o agroindustriales, como son textiles, metalmecánica, productos derivados del cuero, productos químicos, alimentos, debidas, etc.
Objetivos Generales
Formar recursos humanos que contribuyan al proceso de modernización de la Industria y la Agroindustrial Colombiana, con cubrimiento de las más elementales hasta las más complejas, tanto en máquinas y equipos como en capital disponible.
Formar recursos humanos con visión integral en cuento a los requerimientos del medio y su ubicación en el contexto mundial.
Formar un profesional capaz de aprovechar los desarrollos tecnológicos existentes en el campo de la automatización, con el propósito de adecuarlos al medio y de generar innovaciones que mejoren los existentes.
Formar un profesional con permanentes inquietudes investigativa, tendientes a desarrollar ciencia y tecnología, de acuerdo a las oportunidades que le brinda el medio.
Formar un profesional con conocimiento e Identificación del país y de su estructura social y su gobierno.
Area De EstudioBase Ingenieril y Fundamentación Teórica Tecnología Específica (Columna Vertebral)B1. NEUMÁTICAB2. OLEOHIDRAULICAB3. INSTRUMENTACIÓN Y CONTROLB4. SISTEMAS Y COMPUTACIÓNElectricidad y Electrónica
Industrial
Soporte Teórico para la investigación
Complementación
Proyecto de Grado
Para la automatización de procesos, se desarrollaron máquinas operadas con Controles Programables (PLC), actualmente de gran ampliación en industrias como la textil y la alimentación.
Para la información de las etapas de diseño y control de la producción se desarrollaron programes de computación para eI dibujo (CAD), para el diseño (CADICAE), para la manufactura CAM, para el manejo de proyectos, para la planeación de requerimientos, para la programación de la producción, para el control de calidad, etc.
La inserción de tecnologías de la información producción industrial de los países desarrollados ha conocido un ritmo de crecimiento cada vez más elevado en los últimos años. Por ejemplo, le Información amplia enormemente la capacidad de controlar la producción con máquinas de control computarizado y permite avanzar hacia mayores y más complejos sistemas de automatización, unas de cuyas expresiones más sofisticadas y más ahorradoras de trabajo humano directo son los robots, los sistemas flexibles do producción y los sistemas de automatización integrada de la producción (computer integrad manufacturing CIM).
Aunque es evidente que la automatización sustituye a un alto porcentaje de la fuerza laboral no calificada, reduciendo la participación de los salarios en total de costos de producción, las principales razones para automatizar no incluye necesa5lemente la reducción dei costo del trabajo. Por otra parte, la automatización electromecánica tradicional ya ha reducido significativamente la participación de este costo en los costos de producción. Actualmente en Estados Unidos la participación típica el trabajó directo en el costo de le producción Industriales de 10 % o 15 % y en algunos productos de 5 %. por otra parte, existen otros costos, cuya reducción es lo que provee verdadera competitividad a la empresa. Entre estos costos está trabajo indirecto, administración control de calidad compras de insumos, flujos de información, demoras de proveedores, tiempos muertos por falta de flexibilidad y adaptabilidad etc. Estos son los costos que pueden ser reducidos por las nuevas tecnologías de automatización al permitir mayor continuidad, Intensidad y control Integrado del proceso de producción, mejor calidad del producto y reducción significativa de errores y rechazos, y a la mayor flexibilidad y adaptabilidad de la producción a medida y en pequeños lotes o pequeñas escalas de producción.
La mayor calidad en los productos so logra mediante exactitud de las máquinas automatizadas y por la eliminación de los errores propios del ser humano; lo que a su vez repercuten grandes ahorros de tiempo y materia al eliminarse la producción de piezas defectuosas.
La flexibilidad de las máquinas permite su fácil adaptación tanto a una producción individualizadas y diferenciada en le misma linee de producción, como mi cambio total de la producción. Esto posibilite una adecuación flexible a las diversas demandas del mercado.
Por estas razones, la inversión en tecnología de automatización no puede ser considerada como cualquier otra Inversión, sino como una necesaria estrategia de competitividad, no Invertir en esta tecnología. Implica un riesgo alto de rápido desplazamiento por la competencia. Reconociendo esta nueva realidad del mercado, las inversiones en estas tecnologías se multiplican en Estados Unidos en la presente década, como se observa.
Inversiones En Tecnologías De Automatización, 1980-1990 En EEUU
(en millones de dólares)
TECNOLOGIAS
1980
1985
1990
1. Manufactura asistida por computador CAM.
a. Computadores Software industriales
935
2861
6500
b. Sistemas de manejo de materiales
2000
4500
9000
c. Controladores Programadores
50
550
3000
d. Robots sensores
68
664
2800
o. Equipo automático de pruebas
800
2000
4000
TOTAL CAM
6853
15375
32300
2. Diseño e ingeniería asistidos por Computador CAD, CAE
389
2456
6500
3. Telecomunicaciones
113
264
800
TOTAL
7355
18095
39600
La introducción de las computadoras y de la microelectrónica extiende el campo de la automatización industrial ya que permite a través del manejo de la información (alimentación, procesamiento, salida) transformar ¡os instrumentos de producción y aún la totalidad de los procesos productivos de algunas industrias.
Se continúa y extiende así el proceso de automatización electromecánica que se Inicia a principios del siglo. La nueva era de la automatización se basa en la fusión de la electrónica con los antiguos mecanismos automáticos que funcionaban utilizando diferentes medios mecánicos neumáticos, etc. dando origen a los robot., a las máquinas herramientas computarizadas, a los sistemas flexibles de producción, etc.
La automatización en los procesos Industriales, se basa en ¡a capacidad para controlar la información necesaria en el proceso productivo, mediante la ex ancle de mecanismos de medición y evaluación de las normas de producción. A través de diversos instrumentos controlados por la información suministrada por el computadora, se regula el funcionamiento de las máquinas u otros elementos que operan el proceso productivo.
En concreto, este sistema funciona básicamente de la siguiente manera: mediante la utilización de captadores o sensores (que son esencialmente instrumentos de medición, como termómetros o barómetros), se recibe la información sobra el funcionamiento de las variables que deben ser controladas (temperatura, presión, velocidad, espesor o cualquier otra que pueda cuantificarse), esta información se convierte en una señal, que es comparada por medio de la computadora con la norma, consigna, o valor deseado para determinada variable. Si esta señal no concuerda con la norma de Inmediato se genere una señal de control (que es esencialmente una nueva Instrucción), por la que so acciona un actuador o ejecutante (que generalmente son válvulas y motores), el que convierte la señal de control en una acción sobre el proceso de producción capaz de alterar la señal original imprimiéndole el valor o la dirección deseada.
En la práctica, la automatización de la industria alcanza diferentes niveles y grados ya que la posibilidad concrete de su implementación en los procesos de fabricación industrial varia considerablemente según se trate de procesos de producción continua o en serie. En efecto, en el primer caso, el primer caso, el conducto es el resultado de una serie de operaciones secuenciales, predeterminadas en su orden, poco numerosas, y que requieren su Integración en un flujo continuo de producción. Los principales aportes de la microelectrónica a este tipo de automatización son los mecanismos de control de las diversas fases o etapas productivas y la creciente capacidad de control integrado de todo el proceso productivo. Por su parte, la producción en serle está formada por diversas operaciones productivas, generalmente paralelas entre si o realizadas en diferentes períodos de tiempos o sitios de trabajo, lo que ha dificultado la integración de líneas de producción automatización. Desde mediados de los años setenta las posibilidades de automatización integrada han aumentado rápidamente gracias a lo adelantos en la robótica, en las máquinas herramienta de control numérico, en los sistemas flexibles de producción, y en el diseño y manufactura asistidos por computadora (CAD/CAM).
Los RobotsLas nuevas tecnologías de automatización Industrial:Sistemas CAD-CAMMáquinas herramientas automatizadas.
Sistemas de fabricación flexible, son de flexibilidad limitada, la que sólo puede aumentarse a través de nuevos mecanismos de interfaces, articulación o interacción, como los provistos por los diferentes tipos de robots: manipuladores manuales, robot. de secuencia fija o variables, robots reprogramables, etc.
El principal papel de los robot. es articular diferentes máquinas y funciones productivas; transporte, manejo de materiales, maquinado, carga y descarga, etc. mediante su capacidad para desempeñar diversas tareas u operaciones. El robot industrial ha sido descrito como el elemento más visible de la fabricación asistida por computador y como la base técnica para la mayor automatización de la producción.
El desarrollo de los robots está estrechamente relacionado con el de las otras tecnologías do automatización comprendidas por el concepto de CAM. Sin embargo,. Los robots tienen menos importancia en la automatización de procesos de producción continua que en los de producción discontinuo o discreta y de lotes variados y de poco volumen.
El desarrollo de los robots se deriva de los continuos avances en máquinas herramientas y en manipuladores manuales, y se Inscribe dentro del proceso mayo de introducción de la microelectrónica a la producción de bienes de capital.
3. Definición De Robot
Una de las definiciones más completas y más comúnmente utilizados e la propuesta por la organización Internacional para la Estandarización (ISO):
"EI robot industrial es un manipulador multifuncional, reprogramable, de posiciones o movimientos automáticamente controlados, con varios ejes, capaz de manejar materiales, partes, herramientas o instrumentos especializados a través de movimientos variables programados para la ejecución de varias tareas. Con frecuencia tienen la apariencia de uno o varios brazos que terminan en una muñeca; su unidad de control utiliza un sistema de memoria y algunas veces puede valerse de instrumentos sensores y adaptadores que responden a estímulos del medio ambiente y sus circunstancias, así como las adaptaciones realizadas. Estas máquinas multifuncionales son generalmente diseñadas para realizar funciones repetitivas y pueden se adaptados a otras funciones sin alteraciones permanentes en el equipo".
Un robot está conformado por dos grandes subsistemas.
La estructura mecánica, hidráulica y eléctrica, que comprenden las funciones de movimiento y manipulación.
La estructura electrónica e informática o subsistema de comando, que provee la memoria programable del robot y permite su sincronización con otras máquinas. Este subsistema es la "inteligencia" del robot, de la que depende su flexibilidad y versatilidad, o capacidad para ejecutar diversas tareas y sincronizarse con otras máquinas.
La capacidad de movimiento y manipulación de un robot, o esfera de influencia, depende en gran parte de la geometría de su brazo, muñeca y mano (o actuador). Los grados de libertad de cada uno (o número de movimientos diferentes posibles) determinan la destreza y capacidad del robot, así mismo su costo y su complejidad. El ejecutor o actuador o herramienta final varia en función de las tareas requeridas, puede ser por ejemplo, una pinza o pistola de soldadura de pintura, etc.
Los primeros robots empezaron producirse a comienzos de la década del 60 y estaban diseñados principalmente para trabajos difíciles y peligrosos. Los trabajos tediosos, laborioso y repetitivos en la industria manufacturera como la carga y descarga de hornos de fundición, fueron les áreas donde los robots fueron aplicados hasta finalizar el decenio de 1960.
Con los rápidos y continuos avances en microelectrónica e informática a partir de 1970, fueron desarrollados los robots programabas para manipulaciones complejas. Se comenzaron a utilizar como auxiliares de la producción en serie muy grandes, tanto en las líneas de ensamble en la industria mecánica como en la industria automotriz. En esta última aparecieron los robots de pintura y los de soldadura.
En la actual generación de robot., la estructura mecánica representa la mayor parte del costo total del robot, pero disminuirá rápidamente en las futuras generaciones de robot a favor de la estructura lógica, de control.
El objetivo de la próxima generación es imitar los sentidos humanos o desarrollar la capacidad de percepción sensorial; visión, tacto, voz, con le ayuda de los nuevos avances en inteligencia artificial. Estos nuevos robots tendrán una mayor capacidad de aprendIzaje y de interacción dinámica con el medio ambiente.
4. Aplicaciones
La introducción de los robots ha sido facilitada por la técnica de organización y división del trabajo, sobre todo en la producción en masa, basadas en la mayor especialización, simplificación y repetividad de las tareas productivas, lo que ha facilitado el diseño y programación de los robots.
Entre las principales aplicaciones no industriales de los robot. es necesario mencionar su utilización en plantas de energía nuclear, en le exploración submarina, la minería, construcciones, agricultura, medicina etc.
Las principales aplicaciones industriales son las siguientes:
Fundición en molde (die-casting). Esta fue la primera aplicación industrial.
Soldadura de Punto. Actualmente es la principal área la presente generación de robot. Ampliamente utilizada en la industria automotriz. En promedio, este tipo de robot. reduce a la mitad la fuerza laboral necesaria.
Soldaduras de Arco. No requiere de modificaciones sustanciales en el equipo de soldadura y aumenta la flexibilidad y la velocidad.
Moldeado por Extrusión. De gran Importancia por creciente demanda de partes especializadas de gran complejidad y precisión.
Forjado (Forglng). La principal aplicación es la manipulación de partes metálicas calientes.
Aplicaciones de Prensado (press work). Partes y, panales de vehículos y estructuras de aviones, electrodomésticos y otros productos metalmecánicos. Esta es un área de rápido desarrollo de nuevos tipos de robot.
Pinturas y Tratamiento de Superficies. El mejoramiento de las condiciones de trabajo y la flexibilidad han sido las principales razones para el desarrollo de estas aplicaciones.
Moldeado Plástico. Descarga de máquinas de inyección de moldes, carga de moldes, paletización y empaque de moldes, etc. Alta contribución al mejoramiento de las condiciones de trabajo, al ahorro de mano obra, a la reducción del tiempo de producción, y al aumento de la productividad.
Aplicaciones en la Fundición. Carga y descarga de máquinas, manejo de materiales calientes, manejo de moldes, etc. Las difíciles condiciones de trabajo hacen necesarios los robot., aunque ha sido muy difícil su diseño y eficacia.
Carga y Descarga de Máquina Herramientas. Los robots aumentan la flexibilidad y versatilidad de las máquinas herramientas y permiten su articulación entre si. Contribuyen ala reducción de stocks, minimizan costos del trabajo directo e indirecto, aumentan la calidad de la producción y maximizar la utilización del equipo.
En aparatos y maquinaria eléctrica y electrónica, juguetes, ingeniería mecánica, industrial automotriz, etc.
Estas diversas aplicaciones industriales implican la clasificación de los robots en cuatro tipos de operaciones efectuadas:
Robots de manejo de materiales: carga y descarga de máquinas herramienta, moldeado de plástico.
Robot. de tratamiento de superficie: pintura, Ia pieza,
Robots de en ensamblaje y transferencia.
Robot. de soldadura, y
Robots de procesamiento por calor; moldeado, prensado, etc.
5. Bibliografía
Websites:
www.peocitíes.com/automatizacion industrial
www.mamma.com (automatización)
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