universidad nacional tecnológica de lima sur (untels) diseño de las

UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DE LIMA SUR
(UNTELS)
DISEÑO DE LAS COBERTURAS METÀLICAS DE 2 MOTORES ELÉCTRICOS
DE 800KW Y ANALISIS DE LA PROTECCIÒN CONTRA CONTAMINACIÓN
PORPOLVO DE GRANULOMETRÌA FINA EN LA PLANTA DE UNACEM S.A.ALIMA
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO
MECÁNICO ELÉCTRICO
PRESENTADO POR EL BACHILLER
RAMIRO EDUARDO ALEXIS ALVAREZ DE LA CRUZ
LIMA-PERÚ
2014
DEDICATORIA
Este proyecto se lo
dedico a mi familia y a
mis padres y mis
hermanospor el apoyo
incondicional.
2ii
AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios por protegerme durante todo mi camino y darme fuerzas
para superar obstáculos y dificultades a lo largo de toda mi vida.
A mis padres, que siempre los he sentido presente en mi vida. Y sé que está
orgulloso de la persona en la cual me he convertido.
Gracias a todas las personas que ayudaron directa e indirectamente en la
realización de este proyecto.
A mis hermanos, que con sus consejos me ha ayudado a afrontar los retos
que se me han presentado a lo largo de mi vida.
3
iii
INDICE
Pág.
DEDICATORIA.......................................................................................................ii
AGRADECIMIENTO..............................................................................................iii
ÍNDICE………………………………………………………………………………….. iv
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………….……….6
CAPITULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA…………………………….....7
1.1 Descripción de la realidad problemática………………………………………….7
1.2 Justificación del problema………………………………………………………….8
1.3 Delimitación de la investigación……………………………………………...........9
1.3.1 Espacial
1.3.2 Temporal
1.4 Formulación del problema………………………………………………………….9
1.5 Objetivos……………………………………………………………………………..10
CAPITULO II: MARCO TEORICO……………………………………………………11
2.1 Antecedentes………………………………………………………………………..11
2.2 Bases Teóricas……………………………………………………………………...12
2.2.1Funciones que cumplen los motores eléctricos de 800kw………............12
2.2.2 Impactos ambientales en una cementera…………………………………14
2.2.3 Emisiones de partículas en una cementera………………………………15
2.2.4 Problemas que sufren las estructuras metálicas………………………....18
2.2.5 Cubierta metálica…………………………………………………………….20
2.2.6 Protección de motores eléctricos…………………………………………..25
2.2.7 Fallas de los motores eléctricos……………………………………………30
2.3 Marco conceptual………………………………………………………………….34
CAPITULO III: DESARROLLO DEL SISTEMA…………………………………….43
3.1 Diseño del sistema…………………………………………………………………43
4iv
3.1.1 Caculo de fuerzas de la cubierta metálica..............................................43
3.1.2 Cálculo de planchas TP-4 para la cubierta metálica
del motor FAN-590………………………………………………………………...45
3.1.3 Cálculo de planchas TP-4 para la cubierta metálica
del motor FAN-400………………………………………………………………...45
3.1.4 Cálculo de materiales de la estructura…………………………………...46
3.1.5 Designación de tuercas y pernos…………………………………………48
3.2 Construcción del sistema…………………………………………………………51
3.2.1 Procedimiento del montaje………………………………………………...51
3.3 Revisión y consolidación de resultados…………………………………………54
3.3.1 Cotización de las cubiertas metálicas
de los motores eléctricos………………………………………………………….54
CONCLUSIONES……………………………………………………………………..56
RECOMENDACIONES……………………………………………………………….57
BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………..58
ANEXOS………………………………………………………………………………..59
A. Motor eléctrico FAN 400………………………………………………………59
B. Motor eléctrico FAN 590………………………………………………………64
C. Formatos de seguridad………………………………………………………..69
D. Normas técnicas complementarias para el diseño
y construcción de estructura metálica ……………………………………...75
E. Protección mecánica de los motores eléctricos
contra efectos ambientales (NEMA) ………………………………………...96
5
v
INTRODUCCIÓN
El presente trabajo de investigación lleva por título DISEÑO DE LAS
COBERTURAS METALICAS DE 2 MOTORES ELECTRICOS DE 800KWY
ANALISIS DE LA PROTECCION CONTRA CONTAMINACION POR POLVO
DE GRANULOMETRIA FINA EN LA PLANTA DE UNACEM S.A.A-LIMA para
optar el Título de Ingeniero Mecánico y Eléctrico presentado por el Bachiller
Ramiro Eduardo Alexis Álvarez De la Cruz.
En los trabajos realizados primero se coordina con el cliente y se hace el
presupuesto de la fabricación con el diseño respectivo del montaje que hacemos
un cronograma de actividades para llevarlo coordinadamente con el tiempo de
finalización.
Suprincipal función de la fabricación es proteger del polvo a los motores
eléctricospor medio de una cubierta metálica cobertizo de protección ya que con
el tiempo pueda dañar su rendimiento y la vida útil de este motor eléctrico con lo
cual diseño la cubierta del motor y la fabricación en el taller de trabajo.
La estructura de este proyecto se compone de 3 capítulos. El primer capítulo
comprende el planteamiento del problema, el segundo capítulo el desarrollo del
marco teórico y el tercer capítulo corresponde al desarrollo del proyecto.
El autor
6
CAPITULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 Descripción de la realidad problemática
Actualmente los motores eléctricos se encuentran sin protección al polvo de
la caliza que emiten las maquinas al moler estas rocas que pueden dañar el
interior del motor y que pueden producir aumento de la temperatura y el
efecto que puede causar ineficiencia en el proceso, perdidas de energía y
paros indebidos.
Estos motores están expuestos y para eso se diseñó un techo con cobertura
para minimizar el polvo que se rodea en toda la fábrica de cemento.
La conservación de los motores eléctricos exige mantenerlos limpios y bien
lubricados.Si se deja acumular polvo en los devanados de los motores se
obstruirán
los espacios para la ventilación y se impide el paso del aire
necesario para el enfriamiento adecuado del motor eléctrico.
Dentro del motor eléctrico no debe estar ningún elemento ajeno al motor
como: polvo o arena, esto es un contaminante es todo aquello que no
permanecer dentro del motor, ya que se puede afectar su funcionamiento.
Las fallas del origen eléctrico en motores eléctricos tienen en común que el
sistema de aislamiento es el que sufre, por lo que es necesario mantener un
control del levantamiento de temperatura, así como evitar el ingreso de
contaminantes y partículas al interior del motor.
7
1.2 Justificación del problema
El proyecto realizado se basa en diseño y fabricación
de una cubierta
metálica o cobertizo de proteccióncual va a cubrir los motores eléctricos del
polvo generado de la caliza y mejorar el rendimiento de los motores
eléctricos; este cobertizo metálico va ser cubierto en los laterales con
planchas de 0.8 mm de espesor va ser desmontable para el mantenimiento
del motor o al momento que quieran cambiar de motor.
La finalidad es minimizar el ingreso de polvo emitido en fábrica de cemento a
estos motores eléctricos y por eso se diseñó estos techos metálicos; y poder
solucionar las posibles fallas de los motores a causa de la acumulación de
polvo.
8
1.3 Delimitación de la investigación
1.3.1 Espacial:
El trabajo realizado está ubicado dentro de la fábrica de cemento UNACEM
(Unión Andina de Cemento S.A.C)
1.3.2 Temporal:
El tiempo del diseño y montaje de las coberturas es de 15 días útiles en
octubre de 2013
1.4 Formulación del problema
¿Cómo se protege a los motores eléctricos contra la contaminación por polvo
de granulometría fina en la planta UNACEM?
9
1.6 Objetivos
Desarrollar un modelo de cubierta metálica con la que minimize el polvo
granulado emitido por la fábrica de cemento a los motores eléctricos de
800kw.
Analizar y estudiar el polvo de granulometría fina que entra en los motores
eléctricos con la cual genera daños a futuro.
Lograr que la vida útil del motor eléctrico sea mayor y no generar gastos a
la empresa en la reparación de los motores.
10
CAPITULO II
MARCO TEORICO
2.1 Antecedentes
Y uno de los antecedente en la fábrica de cemento es la instalación de un techo
metálico sin las cubiertas laterales con la que últimamente está lleno de
granulación de polvo en las partes de la carcasa-estator, en la caperuza y en el
ventilador con lo que tiene mayor consecuencia de falla y que disminuye su
periodo de vida,cuya contaminación por polvo no ha podido ser minimizada.
11
2.2 Bases teóricas
2.2.1 Funciones que cumple los motores eléctricos de 800kw
Motor FAN 400:
Su ubicación está en el primer piso del precalentador en la zona del lado de los
silos de almacenamiento de crudo que a la vez son lo que alimenta hacia el
horno( hacia la producción) del Clinker en cocido y molienda lo que es cemento,
parte del precalentador del horno; este motor eléctrico su función es exhaustar
todo el polvo que genera el horno internamente para que no se valla al ambiente;
su función de este exhaustor en la parte de adentro del motor tiene un rodete que
al producirse velocidad que gira hace la succión de todo el polvo que se genera
hacia la entrada del horno al precalentador al momento que empieza succionar
todo el polvo que se genera el ambiente va a los filtros de mangas, se almacena
en las paredes de los filtros, se almacena lo que es polvo y el aire caliente sigue
pasando más finamente de regreso una parte hacia el horno y la otra parte se va
hacia el ambiente con menos polvo, la mayor cantidad de polvo se queda en el
filtro de mangas su función que cumple el motor es succionar el polvo del
precalentador hacia los filtros de mangas el resto de aire caliente se va al
ambiente claro con menos partículas de polvo pero la mayor cantidad se queda
en el filtro de mangas y a la vez esto se acumula hacia un espiral y hace un
retorno hacia el otro silo de almacenamiento todo este polvo es recuperable por
el motor eléctrico.
12
Motor FAN 590
Está en la parte de descarga del horno ( el enfriador); el motor eléctrico recupera
todo el aire caliente y el polvillo que se genera dentro del enfriador del horno,
debajo del enfriador que son unas camas de planchas, debajo tiene unos
ventiladores que ingresa al enfriador por la parte baja y el Clinker que ya sale
cocinado del horno llega a estas camas, y esta tiene unos pequeños huecos por
donde filtra el aire (entra el aire) al entrar el Clinker que ya está cocinado en
forma de lava lo enfría y lo convierte en bolas, al generar en ese ambiente
cerrado todo el aire caliente y el polvillo, el motor eléctrico lo que hace es
succionar todo el aire caliente pero a la vez el polvillo que se genera en el
ambiente cerrado(que esta del enfriador) al succionar el aire caliente y el polvillo
esto va dirigido hacia un electrofiltro( ¿porque no puede ser un filtro de mangas?)
porque son mangas en que se puede prender en cambio este electrofiltro es todo
de metal entonces; el electrofiltro se acumula las partículas finas del que ha
succionado el enfriador y el aire caliente igual sale hacia la chimenea (ambiente)
pero sigue saliendo con pocas partículas finas pero no en gran cantidad, las
partículas y el polvillo fino que queda en el electrofiltro es recuperado mediante
unos espirales que lo transporta hacia un silo de almacenamiento o hacia la
cancha de almacenamiento principal que se acumula todo el Clinker( ya es
cemento cocinado) que a su vez se va hacia las prensas que se combina con el
yeso y con un aditivo para ya pasar a su proceso de molienda que es la parte
final de la producción ( para la venta de cemento); el motor eléctrico su función es
succionar el aire caliente con polvillo y este polvillo se recupera y el aire caliente
sale al ambiente con un 20% de partículas de polvillo sale al ambiente.
13
2.2.2Impactos ambientales en una cementera
Los impactos ambientales negativos de las operaciones de cemento ocurren
en las siguientes áreas del proceso: manejo y almacenamiento de los materiales
(partículas),
molienda
(partículas),
y emisiones durante
el enfriamiento
del horno y la escoria (partículas o "polvo del horno", gases de combustión que
contienen
monóxido
(CO)
y dióxido
de
carbono (CO2), hidrocarburos,
aldehídos, cetonas, y óxidos de azufre y nitrógeno). Los contaminantes hídricos
se encuentran en los derrames del material de alimentación del horno
(alto pH, sólidos suspendidos, sólidos disueltos, principalmente potasio y sulfato),
y el agua de enfriamiento del proceso (calor residual). El polvo, especialmente
la sílice libre, constituye un riesgo importante para la salud de los empleados de
la planta cuya exposición provoca la silicosis. Algunos de los impactos
mencionados
pueden
ser
evitados
completamente,
o
atenuados
más
exitosamente, si se escoge el sitio de la planta con cuidado.
14
2.2.3Emisiones de partículas en una cementera
Aspectos ambientales de la fabricación de cemento: los aspectos ambientales
más importantes de la fabricación de cemento son el consumo energético y la
emisión a la atmosfera de las siguientes sustancias.
Partículas (polvo), proveniente de las operaciones de almacenamiento transporte
y manipulación de materiales pulverulentos presentes en la fábrica (fuentes
dispersas o difusas), y de los filtros de desempolvamiento (fuentes localizadas o
puntuales)
Gases de combustión: óxidos de nitrógeno(NOx) y óxidos de azufre(SO2).
Las emisiones del horno de Clinker están ligadas a las propiedad primas
(humedad, contenido en compuestos sulfurosos volátiles, dificultad de cocción,
resistividad, etc.) y la tipología de horno empleada (vías humedad, semihumedad,
semiseca y seca).
La medición de las emisiones en fuentes localizadas es necesaria por diversos
motivos, especialmente para controlar el cumplimiento de los límites de emisión.
La elección de un método de medición u otro depende principalmente del tipo de
sustancia y de diversos factores que pueden afectar a la exactitud y a la precisión
de los resultados.
Emisiones:
El foco más importante de emisión a la atmosfera por chimenea es el horno de
Clinker. Estas emisiones provienen de las reacciones físicas y químicas de las
materias primas procesadas y de los combustibles empleados para la cocción.
Las emisiones relevantes asociados son:
Óxido de nitrógeno
Dióxido de azufre
15
Partículas de polvo
Históricamente la emisión de partículas de polvo, en particular por las chimeneas
de los hornos, ha sido la principal preocupación medioambiental en relación con
la fabricación de cemento.
Las principales fuentes de partículas por chimenea (fuentes localizadas, o
puntuales) son los hornos, molinos de crudo, los enfriadores de Clinker y los
molinos de cementos.
En todos estos procesos circulan grandes volúmenes de gases cargados de
partículas, que deben ser desempolvados. El diseño y la fiabilidad de los
precipitadores electrostático modernos y de los filtros de mangas aseguran que
las partículas emitidas se pueda reducir a niveles no significativos; incluso se han
podido lograr en algunas instalaciones niveles de emisión por debajo de
10mg/m3.
El rango de emisiones de los hornos de cementos europeos esta entre 5 y
200mg/m3.
El rango de emisiones de los hornos de cemento españoles está entre 15 y
150mg/m3.
Las operaciones de transporte, manipulación (carga y descarga, envasado) y
almacenamiento de materias primas y combustibles sólidos son una fuente
potencial de emisión de partículas (emisionesdispersas o difusas)
Las emisiones dispersas de partículas pueden provocar un incremento de la
concentración de partículas en los alrededores de la fábrica, mientras que las
emisiones procedentes de fuentes localizadas pueden tener efecto sobre áreas
más amplias
16
Cuadro de emisiones en una fábrica de cemento
17
2.2.4Problemas que sufren las estructuras metálicas
Falta de protección superficial:
Hay que efectuar la evacuación de agua producto de lluvias, por ejemplo. Hay
que realizar operaciones de mantenimiento, puesta a tierra, impidiendo el
riesgo de captación de corrientes parasitas.
Según el especialista, por los motivos de ataque, muchos forjados metálicos
anteriores a 1960 utilizaban yeso para ejecutar los entrevigados y a veces
para regularizar la cara superior, evitando la corrosión por la presencia de
humedad.
Deformabilidad y dilatación térmica:
Las estructuras metálicas presentan una mayor deformabilidad y dilatación
térmica que las admisibles por estructuras de fábrica. Esto explica el hecho
de que las primeras lesiones observables aparezcan primero en cerramientos
y forjados, y no directamente en la estructura como es de suponer. La
deformabilidad y flexibilidad se expresan en: Exceso de flecha, exceso de
vibración y pandeo de pilares o local de alas comprimidas.
Ejecución de nudos y encuentros:
Son las uniones defectuosas las causantes de los desastres en estructura
metálicas, sobre todo si se les añaden los efectos de otros problemas típicos
como la corrosión, la presencia de zonas de absorción o transmisión de
tracciones. El especialista afirma, que hay que tener sumo cuidado en las
uniones soldadas, ya que falta de supervisión podría generar un mal trabajo y
exponerlo además a las fallas mencionadas. En las cubiertas ligeras, dice,
que la presencia de numerosos nudos y uniones, así como la relativa
importancia de las sobrecargas, las convierten en estructuras muy propensas
a sufrir procesos patológicos.
18
Corrosión:
Afecta especialmente a elementos ocultos, exteriores o de difícil acceso,
próximos a bajantes o instalaciones de hidráulica (presentan fugas,
condensaciones,
etc.)
o
con
escaso
revestimiento
protector
contra
condensaciones, filtraciones, humedad capilar o lluvia.
Sin embargo, la ventaja principal de las estructuras metálicas es que las
reparaciones, excepto en casos extremos, suele ser sencilla mediante la
incorporaciones de nuevas chapas o perfiles atornillados, soldados a los
dañados, previa verificación de la compatibilidad de aceros y recubrimiento de
los electrodos.
.
19
2.2.5Cubierta metálica
Al margen de que su peculiaridad funcional sea la estanqueidad, la cubierta,
como cerramiento que es, ha de satisfacer aquellas funciones genéricas de
protección y aislamiento que son comunes a todos los cerramientos del
edificio.
20
Partes principales
Cresta: Parte alta de la teja, que se fabrica endiferentes alturas de acuerdo
con el tipo decubierta. La altura de la cresta determina la alturade la cubierta
y en gran medida la distanciamáxima entre correas.
Valle: Parte baja de la teja que queda limitadapor dos crestas.
Rigidizador: Doblez de tamaño pequeñoque generalmente se encuentra en el
vallede la teja, ayudando a proporcionar un buencomportamiento estructural y
una mejorcapacidad de carga.
Traslapo lateral: Distancia de la terminaciónlateral de la teja, diseñada para
sobreponer con lasiguiente teja y dar un cubrimiento continuo.
Ancho total: es la distancia transversal entre losdos extremos de la cubierta.
Ancho útil: Es el ancho total de la cubierta menos la longitud del traslapo
lateral.
Traslapo longitudinal: Distancia recomendadaque sobrepone el extremo final
de una teja sobreel extremo inicial de otra.
21
La cubierta es un elemento constructivo que está sometido a unas
condiciones ambientales muy adversas.
El hecho de recibir los cambios climáticos de una forma mucho más directa
que otras partes del edificio (la incidencia del sol directamente, la
acumulación de nieve sobre su superficie, etc.) provoca que la cubierta se
vea sometida a un deterioro constante, lo que obliga a utilizar determinados
materiales que protejan a sus partes más importantes, como son los que
deben cumplir la misión de impermeabilización y de aislamiento.
En este sentido, además de que estos materiales sean de por sí duraderos y
resistan adecuadamente la incidencia de los posibles cambios climáticos, en
muchas ocasiones, se debe buscar soluciones complementarias que eviten
que la acción directa del sol o la lluvia, o la succión del viento, o incluso los
propios movimientos de la estructura del edificio puedan alterar las
condiciones de estos materiales.
Cualquier material de cubierta debe resistir las deformaciones térmicas a que
pudiera verse afectado, debido a los saltos térmicos producidos entre el día y
la noche o en las diferentes estaciones climáticas.
No obstante lo anterior, en ocasiones lo que interesa es que la cubierta sea lo
más ligera posible, por lo que no siempre es factible pensar en soluciones de
protección de estos materiales de impermeabilización.
Por lo tanto, toda cubierta debe hacer compatible la ligereza con la
durabilidad que suele realizarse son:
Planchas onduladas de fibro-cemento (Uralita): están cayendo en desuso por
la sustitución de nuevos materiales metálicos, plásticos o mezcla de ambos
que ofrecen mayor resistencia con poco peso.
Planchas de acero galvanizado: tienen una sección transversal con varios
tipos de trapezoidal, acanalada, ondulada, etc.
Planchas de aluminio: son las más duraderas, resistentes y ligeras; con gran
variedad de secciones de onda y gran largo comercial.
Planchas traslucida: se usan para iluminar la nave. Están hechas de material
plástico de gran resistencia.
22
Cubiertas o techos:
Se da el nombre de cubierta a la estructura que forma el último diafragma de
la construcción que se realiza en laparte superior y exterior de una estructura
y que tiene como misión proteger la construcción y a los habitantes, de las
inclemencias del clima como la lluvia, el viento, el polvo, el calor y el frío. Las
más comunes de cubiertas son los tipos, plano e inclinado. En la ciudad
conseguiremos materiales para eltecho como teja de: barro, fibra cemento,
zinc, plástico, de fibras sintéticas, vidrio etc. y en la zona rural
sintéticas,encontramos materiales para el techo como: la paja, las hojas de
palma, la guadua partida en forma de canales y latabla de madera.
Características de una cubierta:
Las principales características que deben de tener las cubiertas son:
La impermeabilidad o sea que no deje pasar el agua.
El aislamiento para que no pase el calor, el frío o el polvo.
Cuando se construye en zonas donde llueve mucho se recomienda utilizar
pendientes o inclinaciones grandes, para que el agua (lluvia) caiga más
rápido de la cubierta.
Formas o tipos de cubierta:
La forma de la cubierta depende del tipo de construcción en la cual se va a
ejecutar, los tipos más comunes son:
Cubiertas de una sola vertiente, a dos aguas, a tres aguas, a cuatro aguas y
cubiertas plegadas en forma de sierra.Otras como las cubiertas en pabellón,
cubiertas quebradas o mansardas y las cubiertas compuestas, solo
tienenimportancia urbanística o paisajista.
23
Pendientes de cubiertas pendientes:
Es la inclinación con la que se hacen los techos o vertientes para desalojar
con facilidad las aguas y su magnitud depende del material que se utilice
como cubierta. Las pendientes que más se utilizan en nuestro medio son las
siguientes: Entre 20% y 27% para cubiertas de cinc (chapa). Entre 30% y
60% para los diferentes tipos de teja de barro. Entre 50% y 80% para techos
en paja o palma. Cuando se dice que un techo tiene pendiente de 20%
significa que por cada metro lineal de techo subimos 20 centímetros, así, si
son 2.00 metros nos elevamos 40 centímetros y si son 3.00 metros nos
levantamos 60 centímetros y así sucesivamente.
24
2.2.6Protección de motores eléctricos
Es
asumible
que
los
dispositivos
motrices
que
han
sido
adecuadamenteplanificados, dimensionados, instalados, operados y mantenidos
no han de sufrirá verías. En la vida real, sin embargo, dichas condiciones rayan
en lo ideal. Lafrecuencia de averías de los diferentes motores difiere, puesto que
depende delas diferentes condiciones específicas de funcionamiento.
Las estadísticas nos muestran que es de esperar unos intervalos de
paradasanuales entre el 0,5...4%. La mayoría de los problemas son debidos
asobrecargas. Los fallos en el aislamiento de los conductores, defectos a tierra,
cortocircuitos entre espiras o cortocircuitos en el bobinado, son debidos a
unatensión excesiva, o también a la contaminación por humedad, aceite, grasa,
polvo o productos químicos.
El porcentaje aproximado de cada una de estas causas individuales es de:
sobrecarga 30%
daños del aislamiento 20%
fallos de fases 14%
daños en cojinetes 13%
envejecimiento 10%
daños en el rotor 5%
otros 8%
Por lo tanto, se han de observar los siguientes puntos para garantizar un
trabajolibre de averías por parte de un dispositivo motriz eléctrico:
Diseño adecuado: se ha de seleccionar el motor adecuado a cada aplicación.
Operación profesional: la instalación profesional y el mantenimiento regular son
condiciones previas para una operación libre de averías.
25
Grado de protección de equipos:
El Grado de protección IP hace referencia al estándar internacional IEC 60529
(Degrees of Protección), utilizado con mucha frecuencia en los datos técnicos de
equipamiento eléctrico o electrónico, en general de uso industrial como maquinas
rotatorias, transformadores, Luminarias, Ups, cargador-rectificador de AC/DC,
sensores, medidores, controladores.
Especifica un efectivo sistema para clasificar los diferentes grados de protección
aportados a los mismos por las contenedores (Carcaza) que resguardan los
componentes que constituyen el equipo.
De esta manera, por ejemplo, cuando un equipamiento tiene como grado de
protección las siglas: IP67, Las letras «IP» identifican al estándar y los números
indican el grado de protección contra partículas de polvo y contra líquidos
(normalmente agua) respectivamente.
26
Incremento de la temperatura
De acuerdo con las normas aplicables, todos los fabricantes de motores
garantizan que las partes críticas de la máquina permanecen dentro del rango de
temperaturas permisibles durante la operación en las condiciones especificadas y
que las sobrecargas de corta duración no dañan el motor.
Comportamiento operacional
Los
motores
eléctricos
son
transformadores
de
energía.
Absorben
energíaeléctrica y la transforman en energía mecánica. Dicho proceso produce
pérdidasde energía, que se manifiestan en forma de calor. Las pérdidas totales
de energíase dividen en dos componentes:
Pérdidas independientes de la corriente: son prácticamente constantes, loque
significa que también se dan cuando no hay carga.
Pérdidas del núcleo causadas por los cambios de polaridad y las corrientesde
histéresis.
Pérdidas mecánicas a causa del rozamiento y de la fricción con el aire
Pérdidas dependientes de la corriente: se incrementan con la carga, por ejemplo
con la corriente incrementada.
La pérdida de potencia se incrementa aproximadamente en proporción
alcuadrado de la corriente. Esto último es, al menos, proporcional aldeslizamiento
del motor.
Toda la potencia de entrada se transforma en calor. Si el rotor permanece
bloqueado latemperatura de los bobinados de ambos, rotor y estator, se
incrementaconsiderablemente, pues sólo se disipa parte del calor por la carcasa
y esto conretraso. Si el motor no se desconecta a tiempo, los bobinados del rotor
y delestator se pueden quemar.Las pérdidas por calor generado se reducen con
el incremento de la velocidad.
27
Motor de jaula de ardilla conectado directo a la línea (DAL).Durante el periodo de
arranque t, fluye una corriente de arranque delmotor muy elevada IA. Ello no
produce un calentamiento excesivo si elintervalo de arranque permanece por
debajo del límite especificadopor el fabricante del motor, el cual suele ser de 10
seg. Eldesequilibrado y corto pico de corriente de arranque se puede ignorar.
Incremento de la Temperatura en el bobinado del motor Debido a la elevada
corriente de arranque IA, la temperatura del bobinado se incrementa durante el
intervalo de arranque tA muy rápidamente. Después del arranque, la temperatura
cae temporalmente, puesto que el calor es transferido al cuerpo del motor. Si el
rotor permanece bloqueado, los bobinados alcanzarán su límite de temperatura
muy rápidamente.
28
Envejecimiento del aislamiento:
Si el límite de temperatura es conforme al del aislamiento, el periodo de vida del
bobinado para todos los tipos de aislamiento se puede estimar en 100.000 h.
Este valor corresponde, aproximadamente, a 12 años de operación continua a la
potencia nominal. El envejecimiento del aislamiento es un proceso químico, el
cual es altamente dependiente de la temperatura. Debido al calentamiento, parte
del material aislante se evapora, lo que se traduce en un incremento de la
porosidad y, como resultado final, una reducción de la resistencia a la tensión. Se
puede aplicar la siguiente regla: si la temperatura de trabajo es superior a la
máxima temperatura permisible en un valor de 10K el periodo de vida se reduce a
la mitad. Las temperaturas excesivamente elevadas durante intervalos cortos no
producen un impacto considerable en el periodo de vida del motor. La
temperatura de trabajo continua, sin embargo, no ha de exceder el máximo valor
permisible.
Reducción del periodo de vida media de un bobinado de motordebido a la
temperatura excesivamente alta.
29
2.2.7Fallas de los motores eléctricos
Servicio de corta duración
El motor alcanza el calentamiento límite durante el tiempo de funcionamiento
prescrito (10-30-60 minutos), la pausa tras el tiempo de funcionamiento debe ser
lo suficientemente larga para que el motor pueda enfriarse.
Servicio intermitente
Se caracteriza por periodos alternos de pausa y trabajo.
Protección contra averías
Si se daña un motor, deben tomarse en cuentas los siguientes factores:
Clase de máquina accionada.
Potencia efectiva que debe desarrollar, HP.
Velocidad de la máquina movida, RPM.
Clase de transmisión (Acoplamiento elástico o rígido), sobre bancada
común o separada, correa plana o trapezoidal, engranajes, tornillos sin fin,
etc.
Tensión entre fase de la red.
Frecuencia de la red y velocidad del motor.
Rotor anillos rozantes o jaula de ardilla.
Clase de arranques, directo, estrella triángulo, resistencias estatóricas,
resistencias retóricas, auto transformador, etc.
Forma constructiva.
Protección mecánica.
Regulación de velocidad.
Tiempo de duración a velocidad mínima.
Par resistente de la máquina accionada (MKG).
Sentido de giro de la máquina accionada mirando desde el lado de
acoplamiento derecha, izquierda o reversible.
30
Frecuencia de arranque en intervalos menores de dos horas.
Temperatura ambiente si sobrepasa los 40 °C.
Indicar si el motor estará instalado en áreas peligrosas: Gas, Humedad,
etc.
El motor funciona en forma irregular
Avería en los rodamientos.
La caja del motor está sometida a tensiones mecánicas.
Acoplamiento mal equilibrado.
No arranca
Tensión muy baja.
Contacto del arrollamiento con la masa.
Rodamiento totalmente dañado.
Defecto en los dispositivos de arranques.
Arranca a golpes
Espiras en contacto.
Motor trifásico arranca con dificultad y disminución de velocidad al ser cargado
Tensión demasiado baja.
Caída de tensión en la línea de alimentación.
Estator mal conectado, cuando el arranque es estrella triángulo.
Contacto entre espiras del estator.
31
Trifásico produce zumbido internamente y fluctuaciones de corriente en el estator
Interrupción en el inducido.
Trifásico no arranca o lo hace con dificultad en la conexión estrella
Demasiada carga.
Tensión de la red.
Dañado el dispositivo de arranque estrella.
Trifásico se calienta rápidamente
Cortocircuito entre fases.
Contacto entre muchas espiras.
Contacto entre arrollamiento y masa.
Estator se calienta y aumenta la corriente
Estator mal conectado.
Cortocircuito entre fases.
Contacto entre arrollamientos y masa.
Se calienta excesivamente pero en proceso lento
Exceso de carga.
Frecuencia de conexión y desconexión muy rápida.
Tensión demasiado elevada.
Tensión demasiado baja.
Falla una fase.
Interrupción en el devanado.
Conexión equivocada.
Contacto entre espiras.
32
Cortocircuito entre fases.
Poca ventilación.
Inducido roza el estator.
Cuerpos extraños en el entrehierro.
La marcha no corresponde al régimen señalado por la placa.
33
2.3 Marco conceptual
Accidente de Trabajo (AT): Todo suceso repentino que sobrevenga por
causa o con ocasión del trabajo y que produzca en el trabajador una lesión
orgánica, una perturbación funcional, una invalidez o la muerte. Es también
accidente de trabajo aquel que se produce durante la ejecución de órdenes
del empleador, o durante la ejecución de una labor bajo su autoridad, aún
fuera del lugar y horas de trabajo.
Actividad: Ejercicio u operaciones industriales o de servicios desempeñadas
por el empleador en concordancia con la normatividad vigente.
Actividades Peligrosas: Operaciones o servicios en las que el objeto de
fabricar, manipular, expender o almacenar productos o substancias son
susceptibles de originar riesgos graves por explosión, combustión, radiación,
inhalación u otros modos de contaminación similares que impacten
negativamente en la salud de las personas o los bienes.
Ambiente, centro o lugar de trabajo y unidad de producción: Lugar en donde
los trabajadores desempeñan sus labores o donde tienen que acudir por
razón del mismo.
Auditoría: Procedimiento sistemático, independiente y documentado para
evaluar un Sistema de Gestión de Seguridad y Salud en el Trabajo.
Autoridad Competente: Ministerio, entidad gubernamental o autoridad pública
encargada de reglamentar, controlar y fiscalizar el cumplimiento de las
disposiciones legales.
Capacitación: Actividad que consiste en trasmitir conocimientos teóricos y
prácticos para el desarrollo de competencias, capacidades y destrezas acerca
del proceso de trabajo, la prevención de los riesgos, la seguridad y la salud.
34
Causas de los Accidentes: es uno o varios eventos relacionados que
concurren para generar un accidente.
Factores del Trabajo: Referidos al trabajo, las condiciones y medio ambiente
de trabajo: organización, métodos, ritmos, turnos de trabajo, maquinaria,
equipos, materiales, dispositivos de seguridad, sistemas de mantenimiento,
ambiente, procedimientos, comunicación.
Causas Inmediatas: Debidas a los actos y/o condiciones subestándares.
Condiciones Subestándares: Toda condición en el entorno del trabajo que
puede causar un accidente.
Actos Subestándares: Toda acción o práctica incorrecta ejecutada por el
trabajador que puede causar un accidente.
Comité de Seguridad y Salud en el Trabajo: Órgano paritario constituido
por representantes del empleador y de los trabajadores, con las facultades y
obligaciones previstas por las normas vigentes, destinado a la consulta
regular y periódica de las condiciones de trabajo, a la promoción y vigilancia
del programa de gestión en seguridad y salud en el trabajo de la empresa.
Contaminación del ambiente de trabajo: Es toda alteración o nocividad que
afecta la calidad del aire, suelo, agua del ambiente de trabajo cuya presencia
y permanencia puede afectar la salud, la integridad física y psíquica de los
trabajadores.
Contratista: Persona o empresa que presta servicios remunerados a un
empleador con especificaciones, plazos y condiciones convenidos.
Control de riesgos: Es el proceso de toma de decisión, basado en la
información obtenida en la evaluación de riesgos. Se orienta a reducir los
riesgos, a través de proponer medidas correctoras, exigir su cumplimiento y
evaluar periódicamente su eficacia.
35
Equipos de Protección Personal (EPP): Son dispositivos, materiales, e
indumentarias específicas, personales, destinadas a cada trabajador, para
protegerlo de uno o varios riesgos presentes en el trabajo que puedan
amenazar su seguridad y salud. El EPP es una alternativa temporal,
complementaria a las medidas preventivas de carácter colectivo.
Estadística de accidentes: Sistema de registro y análisis de la información
de accidentes. Orientada a utilizar la información y las tendencias asociadas
en forma proactiva y focalizada para reducir los índices de accidentabilidad.
Evaluación de riesgos: Proceso posterior a la identificación de los peligros,
que permite valorar el nivel, grado y gravedad de los mismos, proporcionando
la información necesaria para que la empresa esté en condiciones de tomar
una decisión apropiada sobre la oportunidad, prioridad y tipo de acciones
preventivas que debe adoptar.
Inducción General: Capacitación al trabajador sobre temas generales como
política, beneficios, servicios, facilidades, normas, prácticas, y el conocimiento
del ambiente laboral de la empresa, efectuada antes de asumir su puesto.
Inspección: Verificación del cumplimiento de los estándares establecidos en
las disposiciones legales. Proceso de observación directa que acopia datos
sobre el Trabajo, sus procesos, condiciones, medidas de protección y
cumplimiento de dispositivos legales en SST.
Lesión: Alteración física u orgánica que afecta a una persona como
consecuencia de un accidente de trabajo o enfermedad ocupacional.
Peligro: Situación o característica intrínseca de algo capaz de ocasionar
daños a las personas, equipo, procesos y ambiente.
Proactividad: Actitud favorable en el cumplimiento de las normas de
seguridad y salud en el trabajo con diligencia y eficacia.
36
Abrasión:Desgaste mecánico de agregados y rocas resultante de la fricción
y/o impacto.
Abrasivo:Cualquier roca, mineral u otra sustancia que debido a su superior
dureza, tenacidad, consistencia u otra propiedad, es apropiado para moler,
afilar, cortar, frotar u otro uso similar.
Absorción:Fluido que es retenido en cualquier material después de un cierto
tiempo de exposición (suelo, rocas, maderas, etc.).
Acero:Metal formado a base de hierro y aleado con carbono en una
proporción entre el 0.008% y el 2%. El acero dulce se caracteriza por ser muy
maleable (con gran capacidad de deformación) y tener una concentración de
carbono inferior al 0.2%. Por encima de esta proporción de carbono, el acero
se vuelve más duro pero más frágil.
Acero aleado:El termino acero aleado describe aquellos aceros a los que se
les han añadido elementos tales como níquel, cromo, molibdeno, vadiano,
tungsteno y manganeso, con el fin de cambiar la templabilidad o respuestas
al tratamiento térmico del acero.
Acero inoxidable:Acero que representa una gran resistencia a la acción de la
oxidación, característica que se consigue aleándolo con el cromo y el níquel.
Acero quemado: Cuando, al tratarlo térmicamente la temperatura de
calentamiento es excesiva y se produce fusión incipiente en los bordes de los
granos.
Acarreo: Transporte de materiales a diferentes distancias en el área de la
obra.
Corrosión:Destrucción paulatina de las estructuras metálicas por acción de
agentes externos.
Densidad: Relación entre la masa y el volumen de un cuerpo.
37
Doblamiento:Ensayo de productos metálicos.
Dureza: Resistencia superficial que presentan los materiales a ser rayados.
Impacto ambiental:Alteración o modificación del medio ambiente ocasionada
por la acción del hombre o de la naturaleza, que incluye los impactos socios
ambientales.
Obra:Infraestructura vial ejecutada en un ÁREA DE TRABAJO, teniendo
como base un Expediente Técnico aprobado, empleando generalmente
recursos: mano de obra, materiales y equipo.
Porosidad: Propiedad de un cuerpo que se caracteriza por la presencia de
vacíos en su estructura.
Supervisor de obra:Persona natural o jurídica que presta el servicio de
supervisión en un estudio u obra.
Tensión:Ensayo que se practica en barras y alambres de acero,
determinando parámetros que hacen a la calidad del producto, como son:
alargamiento, área y su reducción, carga máxima, carga final, etc.
Presupuesto:Es el resultado de la estimación del costo de todos los insumos
del proyecto. Se debe elaborar un presupuesto total, con un desglose en los
aportes de cada institución y/u organización nacional y local y de cada
cooperante. Para cada tipo de insumo se debe anotar el costo unitario, las
cantidades requeridas y el costo total.
38
Proyecto: Es una propuesta que describe un conjunto de acciones,
actividades o tareas estructuradas y encadenadas en un orden lógico que se
realizan, para cumplir un fin específico en un tiempo determinado y finito, a
partir de una situación actual, lo cual permite articular los recursos humanos,
materiales y de infraestructura, mediante un presupuesto que grafica el costo
de éste.
Soldadura eléctrica: La soldadura de tipo eléctrico se utiliza para unir piezas
metálicas con electrodo. El equipo de soldar, por medio de una bobina o de un
circuito, origina un arco eléctrico entre el metal a soldar y el electrodo, que
provoca el cordón de soldadura produciéndose la unión de las piezas.
Inspección de soldadura:Consiste en una revisión del cordón de soldadura,
que se realiza mediante una radiografía cuyo objeto es comprobar el buen
estado del mismo, comprobando parámetros como existencia de poros,
grietas, escoria, etc. Esta inspección es realizada por un inspector cualificado.
Cemento:Material de construcción obtenido de materiales pétreos, por
calcinación de mezclasde arcillas y tierra caliza. Tiene la propiedad de
hidratarse en presencia del agua y así obtiene la capacidad de unir,
adquiriendo resistencia con el paso del tiempo.
Llave inglesa:La llave inglesa o de paso ajustable sirve para apretar tornillos
o tuercas de distintos tamaños sin necesidad de cambiar de herramienta.
Dispone de unas mordazas paralelas con un vástago de mordaza ajustable.
No son adecuadas para realizar gran fuerza de apriete, ya que para ello las
más adecuadas son las llaves fijas.
39
Andamios:El Andamio es una estructura auxiliar o construcción provisional
con la que se pueden realizar desde torres hasta pasarelas o puentes.
Antiguamente se utilizaba la madera para su realización y aún en algunos
países asiáticos se siguen realizando andamios de bambú, pero el metal,
especialmente el acero y el aluminio, son los materiales utilizados en la
actualidad para su fabricación, aunque también existen variantes realizadas
con materiales plásticos.
ATS:(Asignación de Trabajo Seguro), el cual tiene como objetivo verificar que
cada trabajador planifique sus tareas diariamente, visualizando todos los
riesgos y peligros que implica ejecutar sus tareas en terreno. Cada supervisor
debe trabajar este programa a diario, con sus colaboradores a cargo.
Checklist de equipos:Este listado contiene las revisiones diarias antes y
después del turno indicando las condiciones del equipo, si llegará a existir
algún problema, se detectaría antes de empezar a utilizar el equipo y así darle
un mantenimiento preventivo y no correctivo.
Permiso de trabajo:El permiso de trabajo es un documento que permite,
mediante una secuenciación de las tareas a realizar, listar e identificar los
riesgos aportados por los trabajos y los propios del área de trabajo.
Arnés: Son dispositivos de sujeción destinados a detener la caídas de
personas, dispuestos sobre el cuerpo de éstas para sujetarla durante y
después de una caída.
Extintor:Un extintor, extintor de fuego, o matafuego es un artefacto que sirve
para
apagar fuegos.
Consiste
en
un recipiente metálico
(bombona
o cilindro de acero) que contiene un agente extintor de incendios a presión, de
modo que al abrir una válvula el agente sale por una boquilla (a veces situada
en el extremo de una manguera) que se debe dirigir a la base del fuego.
40
Esquirlas:Las esquirlas metálicas se originan principalmente en tareas
asociados al uso de herramientas donde se golpea metal con metal, trabajos
de tornería o esmerilado.
Hoja MSDS:Una Hoja de Datos de Seguridad de Materiales (MSDS por sus
siglas en inglés de Material Safety Data Sheet) es un documento que contiene
información sobre los compuestos químicos, el uso, el almacenaje, el manejo,
los procedimientos de emergencia y los efectos potenciales a la salud
relacionados con un material peligroso.
Amoladora: La amoladora es un disco con un hueco en el centro el cual se
puede unir a un motor especial, el cual le dará rotación, donde tú puedes
cortar, pulir, y limar, ya que el disco tiene un abrasivo es decir funciona como
una lija y su utilidad es más común en la industria metalmecánica y metálica.
Arriostres:Son elementos en diagonal, formando triángulos de estructura.
Los arriostres, trabajan a carga axial de tensión o de compresión, evitando el
ladeo de la estructura.
Perfiles de acero:Son utilizadas como piezas estructurales, pueden ser
usadas como vigas o como columnas por ejemplo, o como piezas de una
armadura, ya que se pueden trabajar muy bien a flexión y a compresión.
Pernos:El perno es una pieza metálica larga de sección constante cilíndrica,
normalmente hecha de acero o hierro. Está relacionada con el tornillopero
tiene
un
extremo
de
cabeza
redonda,
una
parte
lisa,
y
otro
extremo roscado para la chaveta, tuerca, o remache, y se usa para sujetar
piezas en unaestructura, por lo general de gran volumen.
41
Tornilloautorroscante:Tienen la mayor parte de su caña cilíndrica y el
extremo en forma cónica. Pueden ser de cabeza plana, oval, redondeada o
chata. La rosca es delgada, con su fondo plano, para que la plancha se aloje
en él. Se usan en láminas o perfiles metálicos, porque permiten unir metal con
madera, metal con metal, metal con plástico o con otros materiales.
Cubierta
metálica:La
cubierta
metálica
es
una
excelente
solución
arquitectónica en edificaciones con forma complicada. Con pequeñas
pendientes consiguen la resistencia a los agentes exteriores igual que con
otros materiales a gran pendiente. Hay gran variedad de materiales que se
emplean para realizarlas.
ASTM-A36:Especificación Normalizada para Acero al Carbono Estructural
Caliza: La caliza es una roca sedimentaria compuesta mayoritariamente
por carbonato
frecuentemente
de
calcio (CaCO3),
presenta
otros carbonatos.1 También
generalmente calcita,
trazas
puede
contener
aunque
de magnesita (MgCO3)
pequeñas
cantidades
y
de
minerales como arcilla, hematita, siderita, cuarzo, etc., que modifican (a veces
sensiblemente) el color y el grado de coherencia de la roca
42
CAPITULO III
DESARROLLO DEL SISTEMA
3.1 Diseño del sistema
3.1.1 Cálculos de fuerzas de la cubierta metálica:
w=C x q x (senα) donde:
w= carga de la superficie inclinada
C=coeficiente de construcción=1.2
q= presión dinámica del viento a más de 8m=80Kg-f/m2
W= w x A dónde:W= carga por unidad de superficie
Fv = W x (cosα) donde: Fv= fuerza vertical
Fx= W x (senα) donde: Fx= fuerza horizontal
Calculando tenemos:
w=C x q x (senα) = 16.7kg/m2
C=1.2
q=80Kg-f/m2
α= ángulo de inclinación de la cubierta en la parte del techo es de 10º
W= w x A= 234.5kg
w= 16.7kg/m2
A= 14.07m2
Fv = W x (cosα) = 231kg
W= 16.7kg/m2
Fx= W x (senα) = 41kg
Peso de la plancha TP-4 = 70kg
Fuerzas de sobrecargas: se suele usar según nuestras dimensiones de nuestra
estructura una sobrecarga de 5kg/m2 por metro cuadrado de área aproximada.
Psc= 5kg/m2 x (14.07m2) = 70.35kg
43
Fuerzas del peso de las vigas y los tensores estructurales:
Peso de los 2 tensores de una longitud de 5.1m = 24.68kg
Peso de las 2 vigas de una longitud 4.3m = 21kg
Cargas de fuerzas de la estructura metálica:
Carga muerta:
Fuerza del peso de la plancha: Fplancha= 70kg
Fuerza del peso de las vigas y los tensores estructurales:F=45.68kg
Carga viva:
Fuerza de viento=231kg
Fuerza de sobrecargas=70.35kg
44
3.1.2 Calculo de planchas para la cubierta metálica del motor FAN 590
Área del techo (inclinada a 10º): 4.02m x 3.5m=14.07m2
Área lateral derecho: Área rectángulo – Área triangulo= 12.4m2
Área rectángulo= 3.5m x 4m = 14m2
Área triangulo= 4m x 0.4m= 1.6m2
Área de la parte frontal= 3.1m x 3.5m= 10.85m2
3.1.3 Calculo de planchas para la cubierta metálica del motor FAN 400
Área del techo (inclinada a 10º): 4.02m x 3.5m=14.07m2
Área lateral izquierdo: (Área rectángulo – Área triangulo)+Area2= 11.01m2
Área rectángulo= 3.4m x 3.2m = 10.8m2
Área triangulo= 3.2m x 0.4m= 1.28m2
Area2=1.49m2
Área de la parte frontal= 3.5m x 3.2m= 11.2m2
45
3.1.4 Calculo de materiales de la estructura
Los tubos cuadradosde 3”x3” lo utilizo para las columnas metálicas y su
metrado es:
 2 parantesx 3500mm=7000mm +
 2 parantesx3400mm=6800mm
 2 parantesx3000mm=6000mm
 2 parantesx3100mm=6200mm
26000mm=26mts lineal
En cada tubo cuadrado que hay en el mercado son de largo de 6mts entonces se
compraran:
8 tubos cuadrados de 3”x3”x 3mm de espesor para las columnas metálicas.
En los tubos cuadrados de 2”x2” lo utilizopara los arriostres, para los
amarres, para las vigas metálicas y los tensores y su metrado es:
 8 arriostres x 800mm = 6400mm
 3 vigas x 4050mm= 12150mm
 4 vigas x 3350mm= 13400mm
 1 viga x 4350mm= 4350mm
 2 tensores x 5100mm = 10200mm
 1 tensor x 3300mm= 3300mm
 2 amarres x 4350mm= 8700mm
 3 amarres x 3050mm= 9150mm
 2 amarres x 3300mm = 6600mm
 1 amarre x 2700mm= 2700mm
76950mm= 76.95mts lineal
46
Entonces se compró en total 15 tubos cuadrados de 2” x 2” de 3mm de espesor.
En los soportes de las columnas utilicé 4 planchasde 3/8” y 8 planchas de 3/16”
para que asiente las vigas a las columnas.
Soportes para las columnas:
2 planchas de 320mm x 160mm x 3/8” de espesor
2 planchas de 160mm x 150mm de 3/8” de espesor
Para que asiente las vigas a las columnas:
8 planchas de 100mm x 100mm de 3/16” de espesor
En las caras frontales utilicé 2 fierros redondo de ½” para la rigidez de la
estructura que también se fabricó unas cartelas triangulares que van en las
esquinas de esta cara frontal en la parte de arriba y una cartela en la parte de
abajo en el medio del amarre para mayor resistencia de la estructura.
47
3.1.5 Designación de tuercas y pernos
La primera cifra da el 1 % de la resistencia mínima a la tracción Rm(equivale a
la resistencia estática σB) en N/mm2.
La segunda cifra da el décuplo de la relación entre la fluencia mínima
Rel(equivalente al límite de fluencia σs) y la resistencia mínima a la tracción.
Ambas cifras multiplicadas entre sí dan el 10% del límite de fluencia mínima.
Aparte de llevar estos dos grupos de números (separados por un punto),
puede llevar la marca y/ó logotipo del fabricante
48
Tuercas
La única cifra da el 1% de la tensión de prueba σL en N/mm2, que equivale a la
resistencia mínima a la tracción Rm (resistencia estática σB) de un perno que se
puede emparejar con esta tuerca, sin destruir la rosca durante la prueba.
La mayor capacidad de carga (al menor costo) de un conjunto perno-tuerca está
dada cuando coinciden el primer grupo de las marcas del perno y el de la tuerca.
Convención para tuercas y pernos
49
50
3.2Construcción del sistema
3.2.1 Procedimiento del montaje
Actividades previas
Antes de llevar a cabo el inicio de las actividades de montaje, se coordinara con
la debida anticipación con la supervisión ARPL, a fin de evitar interferencias en la
zona de trabajo. El montaje y la señalización del área involucran cierre de paso y
también presentar toda la documentación de seguridad a UNACEM.
Revisión de materiales para el montaje
Todos los materiales serán revisados antes de iniciar los trabajos como los tubos
cuadrados, la cubierta metálica, fierro redondo, ángulos, las cartelas, los soportes
de los tubos cuadrados , los pernos , los pernos auto perforante, la soldadura
7018 (supercito),discos de desbaste y de corte.
Equipos y herramientas a usar
 Máquina de soldar
 Andamios ( 2 cuerpos)
 Esmeril de 7” y de 4”
 Llave inglesa
 Nivel de mano
 Arnés de seguridad
 Pistola autorroscante
De la construcción de las estructuras para la cubiertas
Solo personas calificadas que hayan tenido entrenamiento previo y con
condiciones de salud certificada por un organismo de salud competente,
podrán ser asignadas para ejecutar trabajos riesgosos.
El entrenamiento deberá incluir métodos de protección contra caídas, uso
de andamios, instalación de materiales y equipos, partes de la estructura
para la cubierta metálica y otros materiales con las cuales ellos vayan a
ejecutar su trabajo.
51
El montaje deberá ser coordinado de tal forma que el personal que trabaje
en niveles inferiores no quede expuesto a la caída de materiales.
Se procederá en la señalización del área de trabajo y la coordinación entre
compañeros y uso de drizas en las herramientas.
Se soldaran las estructuras con electrodos de 7018 (tubos cuadrados de 3”
y 2” cortados a medida indicada y plancha de 3/8” de espesor de 240 x
160mm a plataformas existentes). Para el soporte del techo metálico.
Los pernos de 5/8” x 2 ½” se empernara la plancha que esta soldada con
el tubo cuadrado de 3” (parantes) a la plancha que esta soldada a la
plataforma existes que soporta en techo metálico.
Se colocaran el armado de 3 cuerpos de andamios en cada motor
electrónico para el montaje de los tubos cuadrados, la cubierta metálica,
los arriostres, las cartelas triangulares y el fierro redondo de ½”.
Se procederá al montaje de la cubierta metálica (plancha TP-4) indicadas
en el plano de los lados correspondiente a cubrir el motor eléctrico, y se
colocaran los pernos autorroscantes de 3/16” y se utilizara la pistola
autorroscante.
Retiro y limpieza de material de la soldadura para el acabado de las
estructuras.
Se hará retoques en las zonas donde se halla dañado por la maniobra o lo
requiera.
Se procederá al desarmado de andamio.
Se coordinara el término del trabajo con la supervisión de UNACEM y se
trasladara las herramientas al almacén.
52
Soldaduras
De presentarse trabajos de soldadura, estos se efectuaran con soldadores
calificados, antes de iniciar dichos trabajos, se verificará los componentes del pre
ensamble, así como el armado de los parantes de los tubos cuadrados y los
detalles que encuentren, las condiciones deberán ser las adecuadas, para el
caso de electrodos (AWS E-7018) se deberá contar con los respectivos hornos
para su adecuado mantenimiento.
Ajuste de pernos
Todas las juntas de las planchas serán ajustadas y torqueadas, el valor del
torque será de acuerdo a la tabla de torque aprobada.
Inspección final
Se verifica el completamiento de la estructura y la cubierta metálica de acuerdo al
plano y la supervisión de UNACEM.
53
3.3Revisión y consolidación de resultados
3.3.1 Cotización de las cubiertas metálicas de los motores:
Materiales
8 tubos cuadrados de 3”x3”x6mts--------------8 x 130 soles =S/1,040.00 +
15 tubos cuadrados de 2”x2”x6mts-------------15 x 90 soles= S/1,350.00
164 m2 cobertura TP-4 (0.8mm) ---------------------164 x 40 soles=S/6,560.00
Plancha de 3/8” A36 -----------------------------------------------------= S/120.00
Plancha de 3/16” A-36 ----------------------------------------------------= S/80.00
Pernos y autorroscante---------------------------------------------------= S/320.00
Soldadura y otros(consumible)------------------------------------------= S/360.00
Pintura (26m2) :-------------------------------14 galones x 40 soles= S/364.00
Total (1) = S/10,194.00
Mano de obra:
2Supervisor 108hh x 21 =S/2,268.00 +
10personal 780hh x 16 =S/12,480.00
(Total hh: 898hh)Total (2) =S/14,748.00
Equipos:
Andamios---------------------------- 10cuerpos x 10 días x 20 = S/2000.00 +
Máquina de soldar, amoladora--------------------------------------= S/400.00
Granallado y pintura --------------------------------------------------- = S/780.00
Transporte -----------------------------------------------------------------= S/300.00
Total (3) =S/3,480
54
Total (1) + Total(2) + Total (3)= S/28,422
Costo directo ---------------------------------S/28,422
(27%) gasto generales + utilidad--------S/7,673.94
Precio total= S/36,095.94 (+IGV)
Forma de pago: 50% adelanto (saldo, contra entrega de factura)
Plazo de ejecución 15 días de calendario útiles.
55
CONCLUSIONES
Debido a que las soldaduras son utilizadas como medio de unión en las
estructuras analizadas, es sumamente importante que el acero empleado
tenga características adecuadas de soldabilidad y que la soldadura sea
correctamente seleccionada.
El diseño de la cubierta metálica se basa en la resistencia y rigidez de los
materiales, también en la facilidad constructiva del montaje.
El diseño de la estructura se realizó basándose en normas nacionales e
internacionales y en métodos y suposiciones reconocidos del diseño
estructural, es por esto que se presenta como una cubierta funcional y
segura.
El presente trabajo su finalidad es que la cubierta metálica proteja del
polvo al motor eléctrico que en un futuro podría causar daños a la
producción del cemento.
56
RECOMENDACIONES
La cubierta metálica debe revisarse después de cualquier evento inusual
como puede ser una lluvia muy fuerte y en general cualquier evento
climático que exceda las condiciones normales.
Después de instalada la lámina no debe soldarse sobre ella. Esto ocasiona
quemaduras
irreparables
en
el
acabado,
lo
que
deteriora
significativamente la vida de la cubierta, por eso colocamos tornillo auto
perforante para la fijación de la lámina a la estructura metálica.
Al momento de instalar la cubierta metálica y la estructura debemos utilizar
nuestros elementos de protección E.P.P (equipo de protección personal)
ya que estas laminas para la cubierta sus filos son cortantes y que pueden
dañar a la persona que está operando o maniobrando.
Al realizar el montaje de la estructura de la cubierta metálica debemos
señalizar la zona para así no causar accidentes a otras personas que no
estén involucradas.
57
BIBLIOGRAFIA
 Pascual Urban . Construcción de Estructuras Metalicas.1ra ed. Madrid:
Club Universitario; 2006.
 Juan José Fernández. Diccionario de Mecánica y Estructuras Metalicas.1ra
ed. Madrid:CEAC; 2009.
 R. NonnastManchon. Proyectista de Estructuras Metalicas.2da ed. Madrid:
Ediciones Paraninfo; 2002.
 Domingo Pellicer Davina.Principios de Construcción de Estructuras
Metalicas.1ra ed. Madrid: Bellisco; 2002.
 Donald R. Askeland. Ciencia e Ingeniería de los Materiales. 1ra ed. Madrid:
Ediciones Paraninfo; 2001.
 Nicolás LarburuArrizabalaga. Acero Laminado: Prontuario.1ra ed. Madrid:
Ediciones Paraninfo; 1992.
 Hernández, Fernández Baptista. “Metodología de la Investigación”.
McGraw Hill 1994. Colombia.
 Salkind, Neil J. Métodos de Investigación. México: Prentice Hall. 1999.
 Sabino, Carlos A. El Proceso de Investigación. Buenos Aires: Edit.
Lumen.1996
58
ANEXOS
A. Motor eléctrico FAN 400
Antes
Después
59
60
61
62
63
B. Motor eléctrico FAN 590
Antes
Después
64
65
66
67
68
C. Formatos de seguridad
69
70
71
72
73
74
D.Normas técnicas complementarias para diseño y construcción de
estructuras metálicas
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
E. Protección mecánica de los motores eléctricos contra efectos
ambientales (NEMA)
96
97
98