CARTA PANAMERICANA
SALUD Y AMBIENTE EN EL DESARROLLO HUMANO SOSTENIBLE
PRINCIPIOS DE POLÍTICA Y ESTRATEGIA
1. La protección y promoción de la salud de todas las personas, en un ambiente que propicie su bienestar, debe ser el principal criterio que oriente las decisiones en la planificación y la gestión del desarrollo socioeconómico.
2. Prevenir los problemas de salud y el deterioro del ambiente generalmente es más humano y más eficaz en función del costo que corregir y tratar los daños ya infligidos. Para poner en práctica este concepto es necesario incluirlo en los programas de todos los sectores y organizaciones cuyas actividades podrían impulsar u obstaculizar dicha prevención.
3. El desarrollo económico sostenible requiere de familias saludables, una fuerza laboral capaz así como una ciudadanía informada y responsable, productos de un desarrollo social sólido y equitativo. El crecimiento económico es necesario pero por sí sólo insuficiente para la salud comunitaria y una buena calidad de vida.
4. La participación de los individuos y las comunidades en mantener y mejorar sus ambientes de vida debe promoverse y apoyarse. La participación comunitaria debe plasmarse en estrategias para el desarrollo sostenible, incluyendo la atención primaria del ambiente, la atención primaria de salud y la educación de los niños y los adultos. En cada nivel de la organización social y política se debe estimular y apoyar redes de intereses y personas que actúen en colaboración, a fin de fomentar la integración de preocupaciones y recursos sectoriales en procesos de desarrollo.
5. La protección de los seres humanos contra los peligros para la salud que encuentran en el medio natural y en el producido por el hombre, exige no sólo medidas iniciales y salvaguardias específicas, sino también la vigilancia continua y la capacidad para actuar contra los peligros agudos y crónicos.
6. Las inversiones en desarrollo, públicas y privadas, deben incluir el apoyo al desarrollo de los recursos humanos, tecnológicos e informativos que se necesitan para manejar los factores ambientales determinantes de la salud humana, a corto y largo plazo.
7. Bajo los poderes de los gobiernos, aquellos que proponen cambios con impacto en el ambiente deben responder por tales efectos, y quienes contaminen deberían pagar los costos de las medidas correctivas.
PRIORIDADES COMUNES
A pesar de las diferencias en sus necesidades y recursos, nuestros países comparten algunas prioridades. Ciertos problemas de salud prevalentes y derivados del ambiente persisten aún en muchos países; todos son vulnerables a las repercusiones locales de las tendencias económicas, tecnológicas y demográficas, así como a las producidas por el cambio global del clima y en la reducción de la capa de ozono; y todos los países necesitan más y mejores recursos para lograr un desarrollo sostenible. Por lo tanto, nuestras prioridades comunes son:
1. Actualización y fortalecimiento de estrategias nacionales y locales para poner en práctica los compromisos asumidos en las Naciones Unidas y en otros foros internacionales, con respecto al medio ambiente, la salud y el desarrollo.
2. Establecimiento o mejoramiento de mecanismos trans-sectoriales de vigilancia y seguimiento para detectar y analizar los peligros que existen o que podrían existir para los seres humanos y el medio ambiente.
3. Iniciación de acciones y medidas prontas y efectivas para controlar las condiciones ambientales que tienen efectos adversos en la salud de muchas comunidades, y en particular la provisión de suministros adecuados de agua segura y de sistemas efectivos de saneamiento, domésticos y municipales, para un gran número de habitantes rurales y urbanos actualmente privados de tales necesidades básicas.
4. Ampliación y difusión de conocimientos científicos y técnicos estableciendo los vínculos y las redes necesarios para investigación y comunicación y eliminando gradualmente las barreras a la ";transferencia de tecnologías" dentro y entre los países.
5. Desarrollo de marcos conceptuales y modelos de acción, sistemas de información y recursos humanos capaces de abordar los problemas del desarrollo en forma sistémica, interdisciplinaria e intersectorial y en todos los niveles de la organización social.
6. Definición y puesta en práctica de mecanismos para promover la participación y la acción y control local de base en los procesos de desarrollo socioeconómico.
7. Redefinición de necesidades de cooperación y apoyo en el campo del desarrollo, a la luz de las prioridades locales y nacionales, en sus estrategias de desarrollo sostenible.
RESPONSABILIDADES COMPARTIDAS
En la Declaración de Principios de Río se señala que todos los pueblos tienen derecho a una vida sana y productiva en armonía con la naturaleza. A fin de que ese derecho se convierta en realidad, es necesario que las personas y las instituciones actúen en forma responsable, a fin de contribuir a la consecución del desarrollo sostenible.
Todas las personas y familias, son, en la promoción y protección de su salud, responsables de limitar el uso y demanda de su patrimonio ambiental común, en cooperación con sus vecinos y otros intereses comunitarios.
Las comunidades locales, sean jurisdicciones gubernamentales o grupos sociales informales, tienen la responsabilidad de definir los intereses que tienen en común y permitir que las familias realicen sus pequeñas contribuciones - que en conjunto son enormes - a la sostenibilidad comunitaria y planetaria.
Las organizaciones no gubernamentales y los grupos voluntarios de base, son responsables de ayudar a definir y alcanzar la satisfacción de las necesidades sociales de un desarrollo sostenible.
Las empresas y las organizaciones de trabajadores, respectivamente, especialmente en la agricultura, la industria, la energía y los servicios, son responsables de reducir al mínimo el agotamiento de los recursos y la contaminación ambiental, de tomar las medidas correctivas necesarias y de garantizar la seguridad y la salud en el lugar del trabajo.
Las instituciones sociales, incluyendo escuelas, seguridad pública y otras organizaciones de servicio, son responsables de tomar en cuenta los factores ambientales en sus actividades y promover adec comportamientos ambientales.
Las organizaciones de salud y ambiente son responsables de la identificación y evaluación de los riesgos ambientales para la salud, de la vigilancia epidemiológica, y de asesorar a los formuladores de decisiones políticas en las organizaciones gubernamentales y privadas.
Los medios de comunicación y educativos deben fomentar las actividades positivas y los comportamientos públicos para la salud y el desarrollo humano sostenible.
Las comunidades académicas, de investigación e intelectuales deben responder a las necesidades de la sociedad sobre conocimientos y desarrollo de pericias en consonancia con las tendencias ambientales y sociales.
Las legislaturas y ejecutivos elegidos, en todos los niveles políticos, son responsables del establecimiento de los marcos políticos y leyes que permitan que los organismos gubernamentales y privados lleven a cabo sus respectivas responsabilidades colaborativas y de la vigilancia de la ejecución de las políticas del país para la salud y el ambiente en el desarrollo humano sostenible. Cabe a los organismos gubernamentales ejecutar las acciones intersectoriales y cooperativas orientadas al desarrollo sostenible, prestando mayor atención a la participación de la ciudadanía.
Los organismos internacionales -multilaterales, bilaterales y voluntarios- están obligados a fortalecer y coordinar mejor su apoyo a los beneficios humanos del desarrollo sostenible.
FRENTE A LAS CONDICIONES Y TENDENCIAS QUE AMENAZAN EXTENDER LA MISERIA HUMANA Y LA INEQUIDAD, EL TOMAR ACCIONES URGENTES Y CONTINUAS PARA PROMOVER LA SALUD Y PROTEGER EL AMBIENTE A TRAVÉS DEL DESARROLLO SOSTENIBLE ES NUESTRA RESPONSABILIDAD: DE CADA UNO DE NOSOTROS - DE TODOS NOSOTROS
jueves, 14 de mayo de 2009
sábado, 18 de octubre de 2008
PRINCIPIO DE CONTROL DE PROCESOS
BASES DE CONTROL DE PROCESOS
El control automático de procesos es parte del progreso industrial desarrollado durante lo que ahora se conoce como la segunda revolución industrial . El uso intensivo de la ciencia de control automático es producto de una evolución que es consecuencia del uso difundido de las técnicas de medición y control .Su estudio intensivo ha contribuido al reconocimiento universal de sus ventajas .
El control automático de procesos se usa fundamentalmente porque reduce el costo de los procesos industriales , lo que compensa con creces la inversión en equipo de control . Además hay muchas ganancias intangibles , como por ejemplo la eliminación de mano de obra pasiva , la cual provoca una demanda equivalente de trabajo especializado . La eliminación de errores es otra contribución positiva del uso del control automático .
El principio del control automático o sea el empleo de una realimentación o medición para accionar un mecanismo de control , es muy simple . El mismo principio del control automático se usa en diversos campos , como control de procesos químicos y del petróleo , control de hornos en la fabricación del acero , control de máquinas herramientas , y en el control y trayectoria de un proyectil .
El uso de las computadoras analógicas y digitales ha posibilitado la aplicación de ideas de control automático a sistemas físicos que hace apenas pocos años eran imposibles de analizar o controlar .
Es necesaria la comprensión del principio del control automático en la ingeniería moderna , por ser su uso tan común como el uso de los principios de electricidad o termodinámica , siendo por lo tanto , una parte de primordial importancia dentro de la esfera del conocimiento de ingeniería . También son tema de estudio los aparatos para control automático , los cuales emplean el principio de realimentación para mejorar su funcionamiento .
Qué es el control automático ?
El control automático es el mantenimiento de un valor deseado dentro de una cantidad o condición , midiendo el valor existente , comparándolo con el valor deseado , y utilizando la diferencia para proceder a reducirla . En consecuencia , el control automático exige un lazo cerrado de acción y reacción que funcione sin intervención humana .
El elemento mas importante de cualquier sistema de control automático es lazo de control realimentado básico . El concepto de la realimentación no es nuevo , el primer lazo de realimentación fue usado en 1774 por James Watt para el control de la velocidad de cualquier máquina de vapor . A pesar de conocerse el concepto del funcionamiento , los lazos se desarrollaron lentamente hasta que los primeros sistemas de transmisión neumática comenzaron a volverse comunes en los años 1940s , los años pasados han visto un extenso estudio y desarrollo en la teoría y aplicación de los lazos realimentados de control . En la actualidad los lazos de control son un elemento esencial para la manufactura económica y prospera de virtualmente cualquier producto , desde el acero hasta los productos alimenticios. A pesar de todo , este lazo de control que es tan importante para la industria está basado en algunos principios fácilmente entendibles y fáciles . Este artículo trata éste lazo de control , sus elementos básicos , y los principios básicos de su aplicación .
El control automático de procesos se usa fundamentalmente porque reduce el costo de los procesos industriales , lo que compensa con creces la inversión en equipo de control . Además hay muchas ganancias intangibles , como por ejemplo la eliminación de mano de obra pasiva , la cual provoca una demanda equivalente de trabajo especializado . La eliminación de errores es otra contribución positiva del uso del control automático .
El principio del control automático o sea el empleo de una realimentación o medición para accionar un mecanismo de control , es muy simple . El mismo principio del control automático se usa en diversos campos , como control de procesos químicos y del petróleo , control de hornos en la fabricación del acero , control de máquinas herramientas , y en el control y trayectoria de un proyectil .
El uso de las computadoras analógicas y digitales ha posibilitado la aplicación de ideas de control automático a sistemas físicos que hace apenas pocos años eran imposibles de analizar o controlar .
Es necesaria la comprensión del principio del control automático en la ingeniería moderna , por ser su uso tan común como el uso de los principios de electricidad o termodinámica , siendo por lo tanto , una parte de primordial importancia dentro de la esfera del conocimiento de ingeniería . También son tema de estudio los aparatos para control automático , los cuales emplean el principio de realimentación para mejorar su funcionamiento .
Qué es el control automático ?
El control automático es el mantenimiento de un valor deseado dentro de una cantidad o condición , midiendo el valor existente , comparándolo con el valor deseado , y utilizando la diferencia para proceder a reducirla . En consecuencia , el control automático exige un lazo cerrado de acción y reacción que funcione sin intervención humana .
El elemento mas importante de cualquier sistema de control automático es lazo de control realimentado básico . El concepto de la realimentación no es nuevo , el primer lazo de realimentación fue usado en 1774 por James Watt para el control de la velocidad de cualquier máquina de vapor . A pesar de conocerse el concepto del funcionamiento , los lazos se desarrollaron lentamente hasta que los primeros sistemas de transmisión neumática comenzaron a volverse comunes en los años 1940s , los años pasados han visto un extenso estudio y desarrollo en la teoría y aplicación de los lazos realimentados de control . En la actualidad los lazos de control son un elemento esencial para la manufactura económica y prospera de virtualmente cualquier producto , desde el acero hasta los productos alimenticios. A pesar de todo , este lazo de control que es tan importante para la industria está basado en algunos principios fácilmente entendibles y fáciles . Este artículo trata éste lazo de control , sus elementos básicos , y los principios básicos de su aplicación .
FUNCION DEL CONTROL AUTOMATICO .
La idea básica de lazo realimentado de control es mas fácilmente entendida imaginando qué es lo que un operador tendría que hacer si el control automático no existiera .
La idea básica de lazo realimentado de control es mas fácilmente entendida imaginando qué es lo que un operador tendría que hacer si el control automático no existiera .
La figura 1 muestra una aplicación común del control automático encontrada en muchas plantas industriales , un intercambiador de calor que usa calor para calentar agua fría . En operación manual , la cantidad de vapor que ingresa al intercambiador de calor depende de la presión de aire hacia la válvula que regula el paso de vapor . Para controlar la temperatura manualmente , el operador observaría la temperatura indicada , y al compararla con el valor de temperatura deseado , abriría o cerraría la válvula para admitir mas o menos vapor . Cuando la temperatura ha alcanzado el valor deseado , el operador simplemente mantendría esa regulación en la válvula para mantener la temperatura constante . Bajo el control automático , el controlador de temperatura lleva a cabo la misma función . La señal de medición hacia el controlador desde el transmisor de temperatura (o sea el sensor que mide la temperatura ) es continuamente comparada con el valor de consigna (set-point en Inglés ) ingresado al controlador . Basándose en una comparación de señales , el controlador automático puede decir si la señal de medición está por arriba o por debajo del valor de consigna y mueve la válvula de acuerdo a ésta diferencia hasta que la medición (temperatura ) alcance su valor final .
CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL .
Los sistemas de control se clasifican en sistemas de lazo abierto y a lazo cerrado . La distinción la determina la acción de control , que es la que activa al sistema para producir la salida . Un sistema de control de lazo abierto es aquel en el cual la acción de control es independiente de la salida . Un sistema de control de lazo cerrado es aquel en el que la acción de control es en cierto modo dependiente de la salida . Los sistemas de control a lazo abierto tienen dos rasgos sobresalientes : a) La habilidad que éstos tienen para ejecutar una acción con exactitud está determinada por su calibración . Calibrar significa establecer o restablecer una relación entre la entrada y la salida con el fin de obtener del sistema la exactitud deseada . b) Estos sistemas no tienen el problema de la inestabilidad , que presentan los de lazo cerrado .
Los sistemas de control se clasifican en sistemas de lazo abierto y a lazo cerrado . La distinción la determina la acción de control , que es la que activa al sistema para producir la salida . Un sistema de control de lazo abierto es aquel en el cual la acción de control es independiente de la salida . Un sistema de control de lazo cerrado es aquel en el que la acción de control es en cierto modo dependiente de la salida . Los sistemas de control a lazo abierto tienen dos rasgos sobresalientes : a) La habilidad que éstos tienen para ejecutar una acción con exactitud está determinada por su calibración . Calibrar significa establecer o restablecer una relación entre la entrada y la salida con el fin de obtener del sistema la exactitud deseada . b) Estos sistemas no tienen el problema de la inestabilidad , que presentan los de lazo cerrado .
Los sistemas de control de lazo cerrado se llaman comúnmente sistemas de control por realimentación ( o retroacción ) .
Ejemplo 1Un tostador automático es un sistema de control de lazo abierto , que está controlado por un regulador de tiempo . El tiempo requerido para hacer tostadas , debe ser anticipado por el usuario , quien no forma parte del sistema . El control sobre la calidad de la tostada (salida) es interrumpido una vez que se ha determinado el tiempo , el que constituye tanto la entrada como la acción de control . Ejemplo 2Un mecanismo de piloto automático y el avión que controla , forman un sistema de control de lazo cerrado ( por realimentación ) . Su objetivo es mantener una dirección específica del avión , a pesar de los cambios atmosféricos . El sistema ejecutará su tarea midiendo continuamente la dirección instantánea del avión y ajustando automáticamente las superficies de dirección del mismo ( timón , aletas , etc. ) de modo que la dirección instantánea coincida con la especificada . El piloto u operador , quien fija con anterioridad el piloto automático , no forma parte del sistema de control .
EL LAZO REALIMENTADO
El lazo de control realimentado simple sirve para ilustrar los cuatro elementos principales de cualquier lazo de control , (figura 2 ) .
El lazo de control realimentado simple sirve para ilustrar los cuatro elementos principales de cualquier lazo de control , (figura 2 ) .
La medición debe ser hecha para indicar el valor actual de la variable controlada por el lazo . Mediciones corrientes usadas en la industria incluyen caudal , presión , temperatura , mediciones analíticas tales como pH , ORP , conductividad y muchas otras particulares específicas de cada industria .
Realimentación :Es la propiedad de una sistema de lazo cerrado que permite que la salida ( o cualquier otra variable controlada del sistema ) sea comparada con la entrada al sistema ( o con una entrada a cualquier componente interno del mismo con un subsistema ) de manera tal que se pueda establecer una acción de control apropiada como función de la diferencia entre la entrada y la salida .Más generalmente se dice que existe realimentación en un sistema cuando existe una secuencia cerrada de relaciones de causa y efecto ente las variables del sistema .El concepto de realimentación está claramente ilustrado en el mecanismo del piloto automático del ejemplo dado .La entrada es la dirección especificada , que se fija en el tablero de control del avión y la salida es la dirección instantánea determinada por los instrumentos de navegación automática . Un dispositivo de comparación explora continuamente la entrada y la salida .Cuando los dos coinciden , no se requiere acción de control . Cuando existe una diferencia entre ambas , el dispositivo de comparación suministra una señal de acción de control al controlador , o sea al mecanismo de piloto automático . El controlador suministra las señales apropiadas a las superficies de control del avión , con el fin de reducir la diferencia entre la entrada y la salida . La realimentación se puede efectuar por medio de una conexión eléctrica o mecánica que vaya desde los instrumentos de navegación que miden la dirección hasta el dispositivo de comparación.
Características de la realimentación .Los rasgos mas importante que la presencia de realimentación imparte a un sistema son:a) Aumento de la exactitud . Por ejemplo , la habilidad para reproducir la entrada fielmente .b) Reducción de la sensibilidad de la salida , correspondiente a una determinada entrada , ante variaciones en las características del sistema .c) Efectos reducidos de la no linealidad y de la distorsión .d) Aumento del intervalo de frecuencias ( de la entrada ) en el cual el sistema responde satisfactoriamente ( aumento del ancho de bada )e) Tendencia a la oscilación o a la inestabilidad .
El actuador final .
Por cada proceso debe haber un actuador final , que regule el suministro de energía o material al proceso y cambie la señal de medición . Mas a menudo éste es algún tipo de válvula , pero puede ser además una correa o regulador de valocidad de motor , posicionador , etc .
El proceso
Los tipos de procesos encontrados en las plantas industriales son tan variados como los materiales que producen . Estos se extienden desde lo simple y común , tales como los lazos que controlan caudal , hasta los grandes y complejos como los que controlan columnas de destilación en la industria petroquímica .
El controlador automático .
El último elemento del lazo es el controlador automático , su trabajo es controlar la medición . “Controlar” significa mantener la medición dentro de límites aceptables . En éste artículo , los mecanismos dentro del controlador automático no serán considerados . Por lo tanto , los principios a ser tratados pueden ser aplicados igualmente tanto para los controladores neumáticos como para los electrónicos y a controladores de todos los fabricantes . Todos los controladores automáticos usan las mismas respuestas generales , a pesar de que los mecanismos internos y las definiciones dadas para estas respuesta pueden ser ligeramente diferentes de un fabricante al otro .
Un concepto básico es que para que el control realimentado automático exista , es que el lazo de realimentación esté cerrado . Esto significa que la información debe ser continuamente transmitida dentro del lazo . El controlador debe poder mover a la válvula , la válvula debe poder afectar a la medición , y la señal de medición debe ser reportada al controlador . Si la conexión se rompe en cualquier punto , se dice que el lazo está abierto . Tan pronto como el lazo se abre , como ejemplo , cuando el controlador automático es colocado en modo manual , la unidad automática del controlador queda imposibilitada de mover la válvula . Así las señales desde el controlador en respuesta a las condiciones cambiantes de la medición no afectan a la válvula y el control automático no existe.
Control automático en la industria . Un poco de historia , aspectos generales . La aplicación del principio de realimentación tiene sus comienzos en máquinas e instrumentos muy sencillos , algunos de los cuales se remontan a 2000 años atrás .
El aparato mas primitivo que emplea el principio de control por realimentación fue desarrollado por un griego llamado Ktsibios aproximadamente 300 años A.C. . Se trataba de un reloj de agua como el mostrado en la figura el cual medía el pasaje del tiempo por medio de una pequeño chorro de agua que fluía a velocidad constante dentro de un recipiente .
El mismo poseía un flotante que subía a medida que el tiempo transcurría . Ktsibios resolvió el problema del mantenimiento del caudal constante de agua inventando un aparato semejante al usado en los carburadores de los motores modernos . Entre el suministro de agua y el tanque colector había una regulación de caudal de agua por medio de una válvula flotante que mantenía el nivel constante . Si el nivel se elevaba ( como resultado de un incremento en la presión de suministro por ejemplo ) , el flotante se elevaba restringiendo el caudal de agua en el recipiente regulador hasta que el flotante volvía al nivel específico .
En el siglo IX el regulador de nivel a flotante es reinventado en Arabia . En este caso se usaba para mantener el nivel constante en los bebederos de agua . En el siglo XVI , en Inglaterra se usaba el principio de realimentación para mantener automáticamente las paletas de los molinos de viento en una posición normal a la dirección del viento . En el siglo XVII , en Inglaterra se inventaba el termostato que se aplicaba para mantener la temperatura constante de una incubadora .
En primer usa del control automático en la industria parece haber sido el regulador centrífugo de la máquina de vapor de Watt en el año 1775 aproximadamente . Este aparato fue utilizado para regular la velocidad de la máquina manipulando el caudal de vapor por medio de una válvula . Por lo tanto , están presentes todos los elementos de realimentación . Aún cuando el principio de control por realimentación desde muchos años en la antigüedad , su estudio teórico aparece muy tarde en el desarrollo de la tecnología y la ciencia .
El primer análisis de control automático es la explicación matemática del regulador centrífugo por James Clerk Maxwell en 1868 .
Mas tarde la técnica del regulador se adjudicó a otras máquinas y turbinas y a principio del siglo XX comenzó la aplicación de reguladores y servomecanismos en reguladores de energía térmica al gobierno de buques . La primera teoría general sobre control automático , pertenece a Nyquist en el famoso artículo “Teoría de la regeneración “. Este estudio sentó las bases para la determinación de la estabilidad de sistemas sin necesidad de resolver totalmente las ecuaciones diferenciales . Otros desarrollos en servomecanismos y amplificadores eléctricos dieron origen a muchas técnicas de frecuencia y lugar geométrico que se usan hoy en día . Las aplicaciones generales al control de procesos no comenzaron hasta la década del ’30 . Las técnicas de control se consagraron rápidamente , tal es así que ya en los años ’40 funcionaban redes de control relativamente complejas .
En casi todas la fases de procesos industriales se utilizan aparatos de control automático . Se usan corrientemente en :
1- Industrias de procesamiento como la del petróleo , química , acero , energía y alimentación para el control de la temperatura , presión , caudal y variables similares .
2- Manufactura de artículos como repuestos o partes de automóviles , heladeras y radio , para el control del ensamble , producción , tratamiento térmico y operaciones similares .
3- Sistemas de transporte , como ferrocarriles , aviones , proyectiles y buques .
4- Máquinas herramientas , compresores y bombas , máquinas generadoras de energía eléctrica para el control de posición , velocidad y potencia .
Algunas de la muchas ventajas del control automático , ya muy difundido , son las siguientes : a) Aumentó en la cantidad o número de productosb) Mejora de la calidad de los productosc) Economía de materialesd) Economía de energía o potenciae) Economía de equipos industriales
f) Reducción d inversión de mano de obra en tareas no especializadas .
Estos factores generalmente contribuyen a aumentar la productividad . La difusión de la aplicación del control automático en la industria ha creado la necesidad de elevar el nivel de la educación de un sector de obreros semiespecializados , capacitándolos para desempeñar tareas de mayor responsabilidad: el manejo y mantenimiento de equipos e instrumentos de control .
Cibernética e instrumentación
La ciencia de la cibernética e instrumentación se ocupa de los fenómenos de comunicación y control en la naturaleza , las máquinas o el hombre. Hay dos sectores de trabajo en el campo de la instrumentación e información
a) Estudio de la teoría de comunicación e información
b) Estudio de la teoría de control y realimentación .
Las leyes importantes de comunicación y control tratan de la información concerniente al estado y comportamiento de los sistemas y no se ocupan de la energía o de la transferencia de energía dentro del sistema . El uso de la energía es del orden secundario para el propósito principal de control o comunicación .
La teoría de la comunicación e información se basa en el concepto de que todas las ideas pueden expresarse en mensajes traducibles al lenguaje común . La cantidad de información puede ser definida y por lo tanto se puede medir , y en consecuencia , se puede enunciar que gobierna la transmisión de la información . La tecnología de la medición , telemetría , televisión , estructura del lenguaje , sistemas numéricos y computación automática, emplean las ideas básicas de información y manejo y procesamiento de datos .
El campo del control automático desde el punto de vista práctico se puede dividir en tres secciones :
a) Control de procesos que involucran cambios químicos y de estado . b) Control de manufactura que involucra cambio de forma .c) Control de posición fundamentalmente , con niveles de potencia por encima de unos pocos Watt .
Sistemas de control .
Definición de sistema : a) Un “sistema”es un ordenamiento , conjunto o colección de cosas conectadas o relacionadas de manera que constituyan un todo b) Un “sistema”es un ordenamiento de componentes físicos conectados o relacionados de manera que formen una unidad completa p que puedan actuar como tal .
La palabra “control”generalmente se usa para designar “regulación”, dirección o “comando”. Al combinar las definiciones anteriores se tiene : Un sistema de control es un ordenamiento de componentes físicos conectados de tal manera que el mismo pueda comandar , dirigir o regularse a sí mismo o a otro sistema . En el sentido mas abstracto es posible considerar cada objeto físico como un sistema de control . Cada cosa altera su medio ambiente de alguna manera , activa o positivamente .
El caso de un espejo que dirige un haz de luz que incide sobre él , puede considerarse como un sistema elemental de control , que controla el haz de luz de acuerdo con la relación “el ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia”. En la ingeniería y en la ciencia se restringe el significado de sistemas de control al aplicarlo a los sistemas cuya función principal es comandar , dirigir , regular dinámica o activamente .
Control Si/No ( ó On/Off con sus siglas en Inglés ) , o control de dos posiciones.
Control proporcional .
Acción integral (reset)
Acción derivativa .
EL AIRE COMPRIMIDO
EL AIRE:
El aire atmosférico es un gas incoloro, inodoro e insípido. Está constituido por una mezcla de gases, principalmente nitrógeno y oxígeno.
El aire limpio y puro forma una capa de aproximadamente 500.000 millones de toneladas que rodea la Tierra. El aire contiene, además de polvo en suspensión, vapor de agua en una cantidad que varía con la temperatura y la situación geográfica. Esta cantidad de vapor de agua varía también con la presión y éste es un factor importante a tener en cuenta al estudiar los efectos del mismo sobre las instalaciones del aire comprimido.
Conceptos
Humedad relativa: La expresión "humedad relativa del aire" se refiere al contenido de vapor de agua del aire; es la razón de la masa del vapor de agua respecto al volumen total del sistema, usualmente expresada en gramos por metro cúbico . Ejemplo: 1 m 3 de aire a 25 o C puede retener alrededor de 24 g/m 3 , si retiene los 24 g/m 3 completos, entonces decimos que tiene el 100% de de humedad relativa; si el mismo metro cúbico de aire retiene 12 g/m 3 de humedad, decimos que tiene el 50% de humedad relativa.
Humedad relativa: La expresión "humedad relativa del aire" se refiere al contenido de vapor de agua del aire; es la razón de la masa del vapor de agua respecto al volumen total del sistema, usualmente expresada en gramos por metro cúbico . Ejemplo: 1 m 3 de aire a 25 o C puede retener alrededor de 24 g/m 3 , si retiene los 24 g/m 3 completos, entonces decimos que tiene el 100% de de humedad relativa; si el mismo metro cúbico de aire retiene 12 g/m 3 de humedad, decimos que tiene el 50% de humedad relativa.
Punto de saturación: Es el punto en el que el aire retiene todo el vapor de agua que puede o sea el 100% de humedad relativa.
Humedad Absoluta. En un sistema de aire húmedo es la razón de la masa del vapor de agua respecto al volumen total del sistema; usualmente expresada en gramos por metro cúbico.
Humedad específica. Es el peso de vapor de agua que como máximo puede contener cada unidad de peso del aire seco.
Presión Atmosférica. Es la presión que ejerce la atmósfera en un punto específico como consecuencia de la acción de la fuerza de gravedad sobre la columna de aire que se encuentra encima de este punto.
Presión parcial: La presión parcial (P) de un gas viene determinada por la concentración del gas y por la presión ambiental.
Punto de rocío: Puede decirse que es la temperatura a la que el vapor de agua de la atmósfera empieza a condensarse
Condensado: Líquido formado a partir del vapor de agua existente en el aire comprimido, debido a un descenso en la temperatura del aire comprimido y/o a un aumento de presión.
Cuando el aire sale del compresor y se extiende por el sistema, comienza a enfriarse. Una vez que la temperatura del aire cae por debajo de la temperatura del punto de rocío a presión comienzan a condensarse las gotas de agua.
Es necesario quitar la humedad y los contaminantes del sistema de aire comprimido para bajar el punto de rocío y evitar los problemas de operación, los costos de mantenimiento y los gastos de reparación.
Generalidades
Las principales características que presenta el aire son: expansibilidad y compresibilidad; como resultado de éste comportamiento se hace necesario utilizar algunas unidades que son importantes para el manejo del aire.
Las principales características que presenta el aire son: expansibilidad y compresibilidad; como resultado de éste comportamiento se hace necesario utilizar algunas unidades que son importantes para el manejo del aire.
El caudal y la presión son las dos magnitudes fundamentales en la neumática.
Se distinguen tres tipos de presión: atmosférica, efectiva o relativa y absoluta.
La presión atmosférica viene dada por el peso del aire que se encuentra sobre la superficie de la tierra. A nivel del mar es de 760 mm . de columna de Hg. o de 1,033 dm 3 de volumen de agua. El volumen de esta columna de agua, teniendo como base 1 cm . es de 0.01 dm 2 x 103 dm = 1,033 dm 3 y su peso vale 1,033 Kg . Por consiguiente, la presión ejercida por la atmósfera será de 1.033 Kg ./cm 2 .
Se conoce por presión efectiva o relativa en la práctica corriente a la diferencia entre la presión reinante en un recipiente menos la presión atmosférica. Los instrumentos que la miden se llaman manómetros.
El concepto de presión absoluta se reserva para las presiones referidas al cero absoluto; definiéndose como depresión la diferencia entre el valor de la presión atmosférica y la presión cero absoluto o presión de vacío (que es nula).
Salvo en los casos en que se especifique lo contrario, al hablar de presión se refiere a la presión relativa.
La presión
Es por definición, el cociente de dividir una fuerza por la superficie que recibe su acción: P = F/A.
Los elementos neumáticos son concebidos, por lo general, para resistir una presión máxima de 8 hasta 10 bares. No obstante, para que el sistema funcione económicamente, es suficiente aplicar una presión de 6 bares. Dadas las resistencias que se oponen al flujo del aire en los diversos elementos (por ejemplo, en las zonas de estrangulación) y en las tuberías, deberá contarse con una pérdida de presión del orden de 0,1 hasta 0,5 bares. En consecuencia, el compresor debería generar una presión de 6,5 hasta 7 bar., con el fin de mantener una presión de servicio de 6 bar.
El caudal
Se presenta como el volumen de fluido que pasa por una tubería o conducto por unidad de tiempo. La unidad planteada por el "Compressed Air Gas Institute" de USA es 1N m 3 /h que significa un m 3 de aire por hora a la temperatura de 20 °C , a la presión de 1.033 Kg ./cm 2 y con una humedad relativa del 36%.
Estas condiciones varían según el área de influencia tecnológica; es así como la norma Cetop RP -44P para Europa plantea como condiciones normales la temperatura de 20°C a la presión de 1013 mbar, y con una humedad relativa del 65%.
Ejemplo: En la ficha técnica de un compresor, se indica que éste es capaz de producir 12 dm 3 /segundo a 800 kPa (8 bares). Esto significa que el compresor suministra 12 dm 3 /segundo de aire y comprime éste a una presión manométrica de 800 kPa.
El aire comprimido es utilizado generalmente, como un medio de transmisión de energía para propósitos múltiples, señalándose como principales usos los siguientes:
Energía para movimiento de herramientas y equipos
Energía para control y operación de procesos o equipos (Energía Potencial, inversa con respecto a Presión Atmosférica), para manejo de Materiales, crear atmósferas especiales en procesos, etc.
El conjunto de variables que interactúan en los conceptos expresados anteriormente nos permiten reflexionar sobre el tratamiento que debe hacerse al aire antes de ser llevado a los puestos de trabajo. La humedad existente en el aire comprimido es un factor importante a tener en cuenta al estudiar instalaciones neumáticas.
El Aire Comprimido puede considerarse como una energía ampliamente utilizada, principalmente en industrias, cuyo costo es alto, pues parte de la mayoría de los casos de electricidad comprada o vapor producido, más el costo financiero de su propia instalación, operación y mantenimiento. Siendo un energético caro, el uso del aire comprimido debe ser analizado cuidadosamente, con el objetivo de sustituir su empleo en todos aquellos casos donde existan alternativas más económicas.
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