UNIVERSIDAD NACIONAL DE SANTIAGO DEL ESTERO FACULTAD DE AGRONOMIA Y AGROINDUSTRIAS INGENIERIA EN ALIMENTOS

SISTEMAS DE REPRESENTACION GRAFICA FASCICULO N° 5 TEMA: Representación Gráfica de un Sistema Axonométrico Isométrico de Cañerías en Plantas Industriales de Alimentos.

Mg. Ing. Guido Alfredo Larcher

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Año 2012

SISTEMAS DE REPRESENTACION GRAFICA

Mg. Ing. Guido Alfredo Larcher Los distintos fascículos que componen esta obra, corresponden a los temas que se abordan a lo largo del curso de Sistemas de Representación Grafica de la carrera de Ingeniería en Alimentos, y que surgieron del análisis de las necesidades que los estudiantes tienen en el aprendizaje de este idioma de la Ingeniería. Los apuntes fueron realizados por el personal docente de la cátedra con la colaboración de los docentes de las cátedras de Servicios Auxiliares y de Formulación de Proyectos y de los ayudantes de investigación del proyecto “Proceso de enseñanza aprendizaje de Sistemas de Representación Grafica en Ingeniería de Alimentos. Determinación de un procedimiento efectivo para la transmisión del conocimiento y aplicación en asignaturas del ciclo superior de la carrera”, todos ellos bajo la dirección y coordinación del Ing. Guido Alfredo Larcher

Año 2012

SISTEMAS SISTEMASDE DE REPRESENTACION REPRESENTACIONGRAFICA GRAFICA

Mg. Mg.Ing. Ing.Guido GuidoAlfredo AlfredoLarcher Larcher

PRÓLOGO El profesor Guido Alfredo Larcher, tuvo la enorme deferencia de recabar nuestra opinión sobre su trabajo de fascículos como guía-apoyo a la materia Sistemas de Representación Grafica, con destino al alumnado de la carrera de Ingeniería en Alimentos de la Universidad Nacional de Santiago del Estero. Los que interactuamos en el área entendemos que siempre hay algo que decir sobre el espacio tecnológico y el presente trabajo se inscribe en esta temática. Vemos con enorme interés como la geometría y su aplicación directa en el Dibujo Técnico sigue requiriendo opiniones, reinterpretaciones y decodificaciones, que con la adecuada actualización y referenciada en el normado que le compete, ya sea este Nacional o Internacional, completa el pensamiento del espacio tecnológico actual. La idea de generar instructivos por áreas temáticas, simplifica la tarea docente y permite que el alumnado tenga un horizonte previsible en su trayecto por el espacio curricular. Cada fascículo tiene un proceso-objetivo bien definido y se puede afirmar que cuenta con un principio y un final autocontenido, que permite que el estudiante aplique con precisión las distintas normas y sus personales soluciones ante los problemas concretos. Como obra de guía y consulta para estudiantes de ingeniería, se suma al acervo de material necesario para poder realizar sus representaciones gráficas durante su paso universitario y un apoyo en el posterior desempeño como profesional ingeniero. Arq. Carlos L. de VEDIA

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Representación Gráfica de un Sistema Axonométrico Isométrico de Cañerías en Plantas  Srta. Tamara Peinetti Industriales de Alimentos

Conceptos generales

Producción es una acción y como tal implica movimiento. Acción de producir, o sea de engendrar, originar, ocasionar algo, un producto o un servicio y, Año 2011 para que exista desarrollo productivo hay un condicionante excluyente: el compromiso entre los recursos naturales y los recursos culturales.

Para entender este método gráfico de representación, resulta necesario incorporar en el conocimiento de los estudiantes, algunos conceptos de asignaturas que corresponden al ciclo superior de la carrera de Ingeniería en Alimentos, con el objeto de dotarlos de las normas básicas necesarias para diseñar una planta industrial y, con ella, el sistema integral de distribución de cañerías de fluidos en el ámbito de la misma, a través de un sistema de representación gráfica conocido como proyecciones axonométricas isométricas. Si bien las plantas industriales, para su desarrollo dependen de una serie de conocimientos que involucran contenidos muy fuertes del estudio de la carrera de Ingeniería, lo que en esta etapa de la asignatura Sistemas de Representación Gráfica se pretende, es solo comenzar a manejar las normas que rigen y, de hecho, deben respetarse, en la construcción de instalaciones industriales. Antes de introducirnos a la temática, es importante trabajar sobre los conceptos de producción y tecnología.

En gran medida el bienestar que alcanza una sociedad depende de las estrategias con las que aborda la evaluación de ése compromiso y es ahí donde aparece la tecnología como una actividad sociocultural de producción de bienes, servicios y procedimientos, definida como el conjunto de saberes propios de cada grupo humano, en cierto contexto histórico, tendiente a producir, distribuir y utilizar bienes, procesos y servicios. Estas consideraciones involucran:  Productos, de la actividad sociocultural.  Un productor (alguien que produce).  Un proceso de producción (específico según el tipo de producto).  Un proyecto, es decir el propósito para el cuál los productos se producen.  Un contexto (sociocultural, nacional, regional, local) donde la producción adquiere sentido, en relación a las diferentes actividades del quehacer cultural, científico, social, político, económico, etc.

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En síntesis, las demandas socioculturales de productos, se conectan por la tecnología y se dan respuestas tecnológicas, es decir producción de productos.

¿cómo vinculo la demanda que tienen las áreas mencionadas, es decir la cantidad de productos que el público consumidor esta dispuesto a comprar, a un proceso productivo a diseñar?

Las áreas de mayor demanda de productos en la actualidad, son:

El estudio de la ingeniería de un proyecto o plan de negocios debe llegar a determinar la producción óptima de una empresa, es decir la cantidad de bienes que debe producir y vender para lograr cubrir sus costos y generar rentabilidad, para la utilización eficiente y eficaz de los recursos disponibles para la producción del bien o servicio deseado.

       

Energía Alimentación Comunicaciones Educación Salud Vestimenta Seguridad Transporte, confort, etc.

Cuando mencionamos un proceso de producción hacemos referencia a todo un sistema que permite transformar la materia prima en un producto terminado, es decir a una secuencia lógica de operaciones desde el principio hasta el final, que maneja una serie de variables que deben ser controladas de manera que el producto sea conforme a la definición dada y su fabricación este dentro de un proceso que pueda repetirse. Dada esta pequeña introducción que nos permite ubicarnos en el contexto de la temática a tratar, la pregunta que surge es:

Para ello deberán analizarse distintas alternativas y condiciones en que se pueden combinar los factores productivos, identificando a través de la cuantificación y proyección en el tiempo de la inversión necesaria, los costos y los ingresos asociados a cada una de las alternativas de producción. Del estudio de mercado, es decir del análisis que se hace de cuanto será la demanda que el público consumidor esta dispuesto a comprar de un determinado producto, se extrae la cantidad de bienes o servicios a producir. De la selección del proceso productivo óptimo, es decir de la determinación de la tecnología a utilizar se derivan las necesidades de insumos, equipos y maquinarias.

SISTEMAS DE REPRESENTACION GRAFICA De la determinación de la disposición de ésa maquinaria en el espacio disponible a tal fin (layout) y del estudio de los requerimientos de personal que los operen, así como de su movilidad, podría definirse las necesidades de espacio y obras físicas. La secuencia del análisis será: Estudio de mercado Cantidad de bienes a producir

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1º Etapa: búsqueda de información sobre el proceso productivo. 2º Etapa: selección de maquinarias, equipos y obra civil para obtener cotizaciones, determinar luego la inversión y costos operativos. A continuación se enuncian los principales aspectos a tener en cuenta en el planteo de un plan de negocios, la importancia relativa de los ítems dependerá de la actividad planteada.

Evaluación técnica de las materias primas e insumos  Información técnica sobre productos, procesos y Selección de maquinarias y equipos patentes.  Selección del proceso o sistema de producción. Determinación del espacio necesario para  Adaptación técnica del proceso. Determinación del espacio necesario para maquinarias y equipos  Elaboración de diagramas de flujo. maquinaria y equipos  Elaboración de balances de materiales.  Determinación de sistemas de manejo y Determinación de insumos y material necesarios transporte de materiales.  Selección y especificación de maquinarias y Como vemos entonces, en un plan de negocios, equipos este planteo tiene dos objetivos fundamentales:  Especificación de los servicios auxiliares  Distribución de las maquinarias y equipos en el 1. Aportar la información que permita realizar luego espacio. la evaluación económica del emprendimiento.  Especificación de la obra civil. 2. Establecer las bases técnicas para la  Programación de la construcción, instalación y implementación del emprendimiento. puesta en marcha de la planta El diseño de un proceso productivo se realiza en etapas, las cuales son: Elección del proceso productivo



SISTEMAS DE REPRESENTACION GRAFICA Proceso de producción Se define proceso de producción como la forma en que una serie de insumos se transforman en productos mediante la participación de una determinada tecnología (combinación de mano de obra, maquinaria, métodos y procedimientos de operación, etc.). Los distintos tipos de procesos de producción pueden clasificarse en función de su flujo productivo o del tipo de producto. Según el flujo productivo pueden ser en serie, por pedido o por proyecto. En serie se da cuando se trata de productos idénticos normalmente destinados a un gran mercado. Ejemplo: la producción de electrodomésticos. Por pedido, la producción puede seguir una secuencia diferente a lo habitual, debido a un pedido especial del cliente. Ejemplo: ropa blanca con holograma especial para un hotel. Por proyecto, corresponde a un producto o servicio complejo de carácter único. Ejemplo: la producción de una película o el diseño y producción de un barco. Según el tipo de producto, el proceso se clasifica en función de los bienes o servicios a producir.

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Por ejemplo: extractivos, de transformación química, de montaje, de salud, de transporte, etc. El éxito de un plan de negocio depende en alto grado de la cuidadosa selección del proceso o sistema de producción. Esta selección implica un estudio técnico profundo que permita visualizar cual de las distintas alternativas puede dar los mejores resultados y cumplir con las especificaciones siguientes:  Ajustarse a los volúmenes de producción previstos.  Dar origen a productos que reúnan las especificaciones que demanda el mercado.  Ser factible de llevarse a cabo en los equipos que pueden ser obtenidos. Como vemos entonces, diseñar un proceso productivo implica el conocimiento de una serie importante de conceptos que, en conjunto, permiten desarrollar la elaboración de un producto requerido por el consumidor, por ello, en base a lo expresado, vamos a comenzar a definirlos. Plantas industriales Una planta industrial es un conjunto formado por maquinas, aparatos y otras instalaciones dispuestas convenientemente en edificios o lugares adecuados, cuya función es transformar materias o energías de acuerdo a un proceso básico preestablecido.

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La función del hombre dentro de este conjunto es la utilización racional de estos elementos, para obtener mayor rendimiento de los equipos.

d) Construcción.

Las plantas industriales se pueden clasificar de diversas maneras, a saber:

f) Transporte, almacenaje y comunicaciones.

Por la índole del proceso puesto en práctica. a) Proceso continuo: Es una planta que trabaja las 24 horas diarias. b) Proceso repetitivo: Es una planta en la que el tratamiento del producto se hace por lotes. c) Proceso intermitente: Es una planta en la que se manipulan partidas del producto contra perdido. Por el tipo Mecánico, Químico.

de

proceso

predominante:

Por las materias primas predominantes: Maderera, Del pescado, Petrolera, Petroquímica, Carboquímica. Por el tipo de productos obtenidos: Alimenticia, Farmacéutica, Textiles, Del cemento

e) Comercio.

La analogía de una fábrica con una persona Aunque rara vez se efectúa el diseño de una nueva instalación completa, constantemente se están haciendo modificaciones y reacomodo a nivel de estación de trabajo y de departamento. Desde luego, el diseño es necesario para las tareas individuales y las estaciones de trabajo, pero también para su distribución manejo de materiales procedimientos y comunicaciones servicio generales y auxiliares y para el edificio mismo.

Esqueleto

Distribución de la planta

Sistema muscular

Manejo de materiales

Sistema nervioso

Comunicaciones y controles

Por tipo de actividad económica:

Sistemas respiratorio

Servicios generales y

a) Agricultura, silvicultura, caza y pesca.

Circulatorio digestivo

auxiliares

b) Explotación de minas y canteras. c) Manufactureras. d) Construcción.

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SISTEMAS DE REPRESENTACION GRAFICA Distribución de una planta

La palabra Distribución se emplea para indicar la disposición física de la Planta y las diversas partes de la misma. La distribución comprende tanto la colocación del equipo en cada departamento como la disposición de los departamentos en el emplazamiento de la Planta. La Distribución afecta a la Organización de la planta, la velocidad con que fluye el trabajo por la unidad es uno de los factores determinantes de la supervivencia de dicha unidad por tanto el problema de la distribución de la planta es de importancia fundamentalmente para la Organización. En un sentido amplio puede distribuirse de dos maneras, ya sea tratando de satisfacer las necesidades del producto o satisfacer necesidades del proceso. Probablemente las organizaciones comienzan cuando son muy pequeñas con una distribución orientada al producto, y conforme aumentan de tamaño tienden a desviar hacia una distribución orientada al proceso, en la creencia de tal distribución permitiera hacer un mejor uso de los recursos físicos.

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Escalas Plasmar la idea de un proceso productivo en un papel implica hacerlo con la aproximación más cercana a la realidad, de manera que, al transmitirla, esta pueda ser interpretada por los receptores, razón por la cual es necesario transformar la dimensión que tenemos en mente en una que pueda ser dibujada en un papel, a modo de esquema, como croquis o como plano. Por ello incorporamos una definición importante: escala. Se define como escala a la relación aritmética en la cual el denominador es la cantidad a representar y el numerador la longitud del segmento que la representa. En otros términos, es la relación que existe entre la medida del dibujo trazado en el papel y la medida real de la pieza mecánica, espacio físico, obra civil, etc., que se quiera diseñar. Existen varios tipos de escalas, a saber:  Escala lineal: relación en la que la cantidad a representar corresponde a una magnitud lineal.  Escala natural: relación en la que el segmento a representar y el que lo representa son iguales.  Escala de reducción: relación en la que el segmento a representar es mayor que el que lo representa  Escala de ampliación: relación en la que el segmento a representar es menor que el que lo representa.

SISTEMAS DE REPRESENTACION GRAFICA En las escalas lineales, la unidad de medida del numerador y denominador de la relación, debe ser la misma, quedando indicada solamente por los números, simplificada de modo que el menor de ellos sea la unidad. Por ejemplo: 10 cm ----------500 cm

=

1 cm -----------50 cm

=

1 -----------50

Corresponde a una escala 1:50 (uno en cincuenta, que pueden ser m, cm, mm, etc.). Las escalas que deben usarse tanto en construcciones civiles como en construcciones mecánicas, según las Normas IRAM 4505 – NIO, son: Tipo de escala

Reducción

Construc. civiles

Construc. mecánicas

1:5

1:2,5

1:10

1:5

1:20

1:10

1:50

1:20

1:100

1:50

1:200

1:100

1:500

1:200

1:1000 Natural

Ampliación

1:1

2:1

2:1

2:1

5:1

5:1

10:1

10:1

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Norma IRAM 4538 – Definiciones y clasificaciones de las proyecciones Proyección Es la figura que resulta sobre una superficie luego de proyectar todos los puntos del objeto que se quiere representar. A los efectos de esta norma, el objeto se considera ubicado en el centro de la proyección y la superficie sobre la cual se proyecta. Los tipos de proyecciones reconocidas por la norma mencionada son: proyección paralela, proyección central, proyección ortogonal y proyección oblicua. De las proyecciones indicadas, resultan motivo de nuestro estudio, las axonométricas que son sistemas de representación basado en proyecciones sobre un plano, a las cuales podemos clasificarlas en: Proyección axonométrica dimétrica (ya estudiada en el primer tramo de la asignatura) y Proyección axonométrica isométrica, a la cual prestaremos nuestra atención. Proyección axonométrica isométrica es una proyección ortogonal en la cual los tres ejes cartesianos se proyectan formando tres ángulos iguales. En la figura (Norma observa un objeto situado deduce que tres segmentos ejes cartesianos Ox, Oz y proporción 1:1:1.

IRAM 4540) indicada, se en el espacio y de él se iguales tomados sobre tres Oy, se proyectaran en la

En la figura, el objeto a representar se dibuja en las

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Elipse isométrica proporción 1:1:1. En la figura, el objeto a representar se dibuja en las condiciones siguientes: Lx : Lz : Ly = 1 : 1 : 1  =  = 30º

En la representación de los equipos que integran nuestro proceso de producción (cualquiera fuera el elegido) nos encontraremos con diferentes formas y tamaños, para lo cuál se deberá adoptar un criterio sobre el particular. En nuestro caso, dado que se trata de un curso demasiado intenso, aplicaremos para la representación de equipos, cuerpos cúbicos y cilíndricos.

Ly y

Cuando se tratare de formas cúbicas, utilizaremos lo explicado en el título anterior y, para el caso de cilíndricos, utilizaremos como método, esquemas de construcción con elipses isométricas.

Lz Lx

z

x

30º

30º

Es decir, la proyección de las caras del cuerpo se realiza considerando las verdaderas medidas o su escala correspondiente, en cada uno de sus lados, en su verdadera dimensión. Esta resulta una ventaja muy importante para el diseñador de la planta industrial, ya que no tendrá que realizar transformación alguna de las medidas y, por otro lado, el que lea el plano de construcción, estará perfectamente ubicado sobre el trabajo a realizar.

Tal como se indicara anteriormente, la elipse es una figura geométrica que surge de representar una circunferencia en el plano y, dado que los métodos de representación utilizan diferentes ángulos de observación, la misma aparece deformada como tal, dando origen a la elipse. La proyección axonométrica dimétrica plantea el uso de dos medidas de ángulos y lineales, en la construcción de la elipse, en cambio en el sistema axonométrico isométrico, se plantea una única medida, lo cuál aparece como una ventaja importante en la construcción. Veamos cómo construir una elipse isométrica inscribiéndola en un cuadrado, para lo cuál trazamos en primera instancia el mismo, de acuerdo a las instrucciones que tengamos en cuanto a dimensiones, respetando los ángulos con

SISTEMAS DE REPRESENTACION GRAFICA en primera instancia el mismo, de acuerdo a las instrucciones que tengamos en cuanto a dimensiones, respetando los ángulos con respecto a una línea horizontal, es decir, se traza un ángulo de 30º primero y, luego un ángulo de – 30 º (o bien 150º), tal como se indica en la figura.

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Seguido a ello, apoyando el compás en el punto a, y midiendo el radio R, procedemos a unir los puntos b y c. b

c dm r

DM

R

a

30º

-30º

A continuación trazamos en el dibujo, las diagonales mayor DM y menor dm y luego las líneas ab y ac, que van desde el punto a hasta el centro de los lados opuestos del dibujo, o sea los puntos b y c. Al trazar ambas líneas se conforman los radios mayor R, que tiene como medida la distancia ab, y menor r, cuya dimensión se define como el punto de intersección de la línea ac y DM, y el punto c. Así:

De idéntica manera procedemos por el lado inverso del dibujo, para lo cuál trazaremos las líneas de y df, y posterior a ello, midiendo el radio R, con el compás uniremos los puntos e y f, tal como se indica en la figura siguiente. d b

c dm r

DM

R

e

f a

b

c dm

DM R

a

r

Por último, midiendo con el compás el radio r, y apoyando en los puntos de intersección de la diagonal mayor DM y las líneas ab y de, y las líneas ac y df, uniremos los puntos be y cf, con lo cuál habremos construido una proyección axonométrica isométrica, con eje de rotación vertical.

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d b

c dm r

DM

R

e

f a

A continuación se representa un cubo isométrico con las posibles orientaciones que pueden usarse en las elipses en futuras construcciones de sistemas de isometrías de instalaciones industriales en las que se necesite representar alguna maquinaria o equipo de forma cilíndrica.

Así, un tanque de acero inoxidable, por ejemplo enfriador de leche, en posición vertical, de altura h, se representaría de la siguiente manera:

h

1 00. 00

De forma similar, se pueden construir tanques que tengan las otras dos posiciones, es decir rotación sobre 30º o sobre - 30º, según una línea de referencia horizontal.

SISTEMAS DE REPRESENTACION GRAFICA Construcción de un sistema de cañerías por el método isométrico. Normas de aplicación El diseño de un sistema de cañerías en plantas industriales constituye un factor muy importante a tener en cuenta, debido a que la correcta especificación del mismo, permite una correcta construcción.

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Si las cañerías fueran de un solo tramo y rectas, no existiría demasiado problema en su representación. Sin embargo, un sistema de cañería industrial no resulta tan simple de diseñar ya que la misma presenta curvas, cambios de direcciones, etc. y en ése caso, la norma IRAM 4502, nos permite el uso de planos auxiliares que dan la posibilidad de atender estas situaciones, a saber:

La República Argentina utiliza la proyección isométrica a esos fines, dado que permite reducir el trabajo a realizar en el dibujo y, además, la representación resulta más clara. En ese sentido la Norma IRAM 4563, se corresponde con la norma internacional, permitiendo así que nuestra representación pueda interpretarse en cualquier parte. Para llevar adelante un diseño de cañerías, en primer lugar resulta necesario considerar que nuestra dirección del dibujo se desprende de la dirección de los ejes coordenados, es decir que al momento de la proyección de una estructura, esta debe hacerse en la dirección de los ejes.

Plano auxiliar vertical

Este plano nos permite desviar una cañería situada sobre el plano OZ elevando su instalación sobre el plano OX, para continuar en la dirección original, pero a una altura diferente. O sea:

X X

Y

0

Z

Cañería con desviación vertical

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Idéntica situación se plantea con una tubería situada en el plano horizontal OX que se inclina sobre el plano OZ, desplazándose en la misma dirección original.

Plano con desviación horizontal Cañería con desviación combinada

Cañería con desviación horizontal

Por último, cuando se quiere desviar una cañería sobre ambos tipos de planos, se utilizan planos combinados. Esto es una cañería situada sobre el plano vertical OZ y horizontal OZ, su desviación se indicará de la siguiente manera:

Plano con desviación combinada

Es decir que, cambiando el plano de proyección, podemos de manera simple cambiar la dirección y orientación de las cañerías, permitiendo de esta forma que, los sistemas de transporte de fluidos puedan plasmarse en un dibujo y ser interpretados. Tipos de cañerías Las cañerías o tuberías son conductos cilíndricos de material, diámetro y longitud variable. Se dividen en tuberías y tubos. Las tuberías tienen dimensiones normalizadas, los tubos son los no fabricados en tamaños estándar. Las tuberías se identifican por su diámetro exterior y su espesor, el cual varía según el tipo y condición del fluido a transportar, mientras que las cañerías se identifican por si diámetro interior. Las tuberías están fabricadas de muchos materiales como acero, acero inoxidable, hierro, fundido, arcilla vitrificada, cobre y plástico, entre otros.

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Por otra parte, las presiones y temperaturas de los materiales transportados por las tuberías pueden ser muy altas, de modo que, algunas tuberías se sueldan en sus uniones.

La norma IRAM que se utiliza para acotar medidas de las tuberías corresponde a la 4513 y para realizar este tipo de tareas deben tenerse en cuenta las siguientes consideraciones:

En las instalaciones industriales, las cañerías pueden encontrarse de dos maneras distintas, dependiendo del tipo fluido que transportan, a saber: sin aislación y con aislación. La aislación es utilizada generalmente cuando el fluido que se transporta debe conservar sus características a lo largo del sistema. Por ejemplo transporte de agua caliente, vapor, agua helada, etc..

 El diámetro nominal se indica sobre la línea que se utiliza para representar el caño o tubo.  Las medidas de los largos se acotan entre los centros de líneas (CL), las caras de las bridas o los centros de las juntas.  Cuando la tubería o cañería presente elementos tales como codos, se acotarán desde los centros de líneas comunes (CL) hasta los extremos de las cañerías.  Cuando son de 45 º y de 90º no se indican. En cambio, cuando son distintos de ambas medidas, si debe indicarse.

Sin aislación

Con aislación

Acotación Acotar es una acción dentro del proceso de construcción de una instalación industrial referida a dar expresión numérica del valor de una medida, dispuesta en el dibujo, en correspondencia con la misma. Es decir a referenciar, en función de la escala adoptada para el dibujo, la medida que corresponde en longitud.

Acotación de largos de cañerías

R

Acotación de cañerías con codos

&

Acotación de radios y ángulos de codos

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Niveles

Pendiente

Para poder representar los niveles a los cuales se debe colocar el caño de una instalación, se debe contar con un nivel de referencia, de manera tal que se pueda especificar el nivel del caño en sus extremos más alto y más bajo de la instalación. Estos niveles deberán ser tomados en relación al centro del caño de la instalación. Así:

En las instalaciones de cañerías, como por ejemplo de vapor, el fluido al recorrer las mismas, sufre el efecto de la condensación. Esta condensación debe eliminarse lo más rápidamente posible ya que la acumulación de condensado, puede afectar notablemente el sistema y producir, por efecto de la presión, una rotura o explosión de la cañería.

.7 + 2 CL

.5 -3 CL

00

00

De la figura se deduce que debe existir un nivel 0, a partir del cuál se mide el 2.700 y a partir del cuál, el – 3.500. Los caños tienen además, una parte superior externa y otra inferior. En algunos casos, resulta necesario especificar la cota respecto a la parte superior del caño y, otras veces, respecto de la inferior. En el primer caso se llama Cota Superior del Caño (CSC) y, en el segundo caso, Cota Fondo del Caño (CFC), y se representan como sigue: C CS

. + 2

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A fin de evitar este tipo de trastorno, las cañerías se instalan de manera tal que ambos fluidos, tanto el vapor como su condensado, fluyan en contracorriente, es decir uno en una dirección y, el otro, en la dirección contraria. La Norma IRAM plantea tres tipos de representación de este caso particular de instalación, a saber: 1. La pendiente se indicará por medio de triángulos rectos arriba del caño, orientados desde el nivel más alto al nivel más bajo. 1:5

00

0

CF C

+

2.8

40

0, 3

%

CL

+

SISTEMAS DE REPRESENTACION GRAFICA 2. Otra posibilidad surge al indicar, en los extremos de cañerías, el punto de trabajo (PT) y su medida. P. T

.6 .3

00

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Todos ellos deben representarse en el sistema isométrico de una instalación de acuerdo a las normas que lo establecen, dibujados en proyección isométrica, a saber: Válvulas

P .T

.8 .3

Según la Norma IRAM 2510, la representación de las válvulas se puede realizar así:

00

3. La tercera posibilidad surge de especificar la pendiente con relación a un nivel de referencia. 0, 3

CL

3.

80

%

0

Tipos de válvulas y su representación

Elementos que integran las instalaciones Es el conjunto de piezas moldeadas o mecanizadas que unidas a los tubos mediante un procedimiento determinado forman las líneas estructurales de tuberías de una planta de proceso. Además

integran el sistema de cañerías, elementos tales como válvulas, reducciones, soportes para colgar la cañería, cruces, bridas, uniones, etc.

Válvula de compuerta

Válvula mariposa

Válvula de globo

Válvula de ángulo

Válvula de retención

Válvula de alivio

Válvula de bola

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Reducciones y ampliaciones

Medidores de flujo

Estas piezas se utilizan para realizar modificaciones de los diámetros de tramo a tramo de tubería, con la finalidad de reducir o expandir a cualquiera de ellos, debido a necesidades determinadas de condiciones de los fluidos que transporta.

El principio básico de estos medidores es que cuando una corriente de fluido se restringe, su presión disminuye por una cantidad que depende de la velocidad de flujo a través de la restricción, por lo tanto la diferencia de presión entre los puntos antes y después de la restricción puede utilizarse para indicar la velocidad del flujo. Se los utiliza para conocer en qué condiciones se transporta un fluido por una cañería. Los tipos más comunes de medidores son el tubo Venturi, la placa orificio y el tubo de flujo.

Su representación se rige por la Norma IRAM 2503 – parte I.

Ampliación

Reducción

Trampas de vapor Las trampas de vapor son un tipo de válvula automática que filtra el condensado (es decir vapor condensado) y gases no condensables como lo es el aire esto sin dejar escapar al vapor. En la industria, el vapor es regularmente usado para calentamiento o como fuerza motriz para un poder mecánico. Las trampas de vapor son usadas en tales aplicaciones para asegurar que no se desperdicie el vapor.

Filtros coladores Son filtros coladores de sedimentos en “Y” y por definición, son elementos utilizados para la extracción en línea de sólidos suspendidos, sedimentos, suciedad y desechos. Su conveniente colador es desmontable, permite una limpieza rápida, y hay una variedad de tamaños de malla para satisfacer una variedad de aplicaciones necesarias.

Su representación utiliza el siguiente símbolo: Colador tipo “y”

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Compresores

Te

Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son los gases y los vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir. Sus representaciones pueden ser:

Son accesorios que se fabrican de diferentes tipos de materiales, aleaciones, diámetros y Schedule y se utiliza para efectuar fabricación en líneas de tubería. Las hay de dos tipos: Diámetros iguales o te de recta y Reductora con dos orificios de igual diámetro y uno desigual.

Bombas y ventiladores Son máquinas que se utilizan para elevar, comprimir y transportar fluidos. Sus representaciones son: Codos Son accesorios de forma curva que se utilizan para cambiar la dirección del flujo de las líneas tantos grados como lo especifiquen los planos o dibujos de tuberías. Los codos estándar son aquellos que vienen listos para la pre−fabricación de piezas de tuberías y que son fundidos en una sola pieza con características específicas y son:

Bomba

Ventilador

Soportes para colgar Estos elementos son utilizados para sostener cañerías a lo largo de la instalación. Sostener implica no sujetar de manera rígida la cañería, de manera que la misma tenga la posibilidad de expandirse o contraerse tantas veces sea

SISTEMAS DE REPRESENTACION GRAFICA necesario en el momento transportador de fluidos.

de

su

uso

como

La Norma IRAM que define las formas de representación en proyección isométrica corresponde a la 4563 – parte I. De ella se sugieren los siguientes ejemplos.

Bridas Estos elementos se utilizan para unir cañerías a lo largo de un recorrido o bien para dejar una instalación pendiente para una futura ampliación. Las bridas están conformadas por aros soldados o roscados a las cañerías, a través de los cuales se produce la unión de tramos de cañerías.

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Su representación se realiza de acuerdo a la Norma IRAM 2503 – parte I, tabla 2 y corresponden a los esquemas que se detallan a continuación:

Uniones Estas también representan elementos de unión de cañerías. Las mismas pueden ser roscadas o soldadas. Su representación se rige por la Norma IRAM 2503 – parte I, tabla 1.

Los aros presentan agujeros en los cuales se atraviesan tornillos que, al unir a ambos, son ajustados para su fijación. En el medio de ambos aros, antes de ajustar se coloca una junta de unión. En el segundo caso (ampliación), se coloca una tapa del mismo diámetro exterior del aro y se ajusta. A esta se la conoce como brida ciega.

Todos estos elementos que integran un sistema isométrico de cañerías, son a continuación ensamblados de manera tal que constituyan un ejemplo de diseño de instalaciones, respetando las normas IRAM de su construcción.

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Se indica además que, en todo plano de a) Las líneas de cota deben ser de trazos finos y proyecciones isométricas terminadas, generalmente, en puntas de flecha a) una punta de flecha. de instalaciones industriales, b) Para acotar entre ejes de figuras éstos se prolongan a manera de que sirvanse como líneas auxiliares de cota.cuidadosamente y a debe indicarse arriba del mismo y a la derecha, la que acostumbra dibujar c) Para acotar internamente se pueden utilizar las propias aristas del dibujo como líneas auxiliares de cota. orientación norte, conforme lo expresa la norma IRAM mano alzada. La punta de la flecha puede ser d) Para acotar ángulos frecuentemente es necesario trazar una línea auxiliar de cota que sirva como uno de los lados del ángulo. La 2503 – parte I. cota debe ser un arco de circunferencia. rellena o sin rellenar. línea de b) El valor numérico de la cota, es decir, el número que mide la distancia existente entre dos puntos determinados del dibujo, debe colocarse, siempre que sea posible, en la mitad de la línea de cota. c) Las líneas de cota deben colocarse en forma ordenada, en partes visibles y que no interfieran con el dibujo, de manera que se facilite su ACOTACIÓN interpretación. Entre una línea de cota y una arista del dibujo debe mantenerse una distancia mínima de 10 mm. Cuando se representa un objeto a escala es imprescindible utilizar determinadas líneas auxiliares para indicar distancias entre determinados puntos o elementos del objeto dibujado. Estas líneas especiales se denominan líneas de cota y la distancia que representan es la cota, en resumen, acotar es determinar las distancias existentes entre diversos puntos de un dibujo, utilizando líneas de cota.

d) Para acotar el diámetro de una circunferencia debe agregársele, al valor numérico de la cota, el símbolo O.

El valor de un dibujo depende de las cotas utilizadas en él. Mediante las cotas obtenemos la descripción del objeto dibujado: sus dimensiones y su forma. Para poder acotar es necesario conocer diversas técnicas y simbologías; a saber:

f) Para acotar entre ejes de figuras éstos se prolongan a manera de que sirvan como líneas auxiliares de cota. g) Para acotar internamente se pueden utilizar las propias aristas del dibujo como líneas auxiliares de cota.

e) Para acotar el radio de una circunferencia debe agregársele, al valor numérico de la cota, el símbolo r. La línea de cota sólo lleva una punta de flecha.

SISTEMAS DE REPRESENTACION GRAFICA h) Para acotar ángulos frecuentemente es necesario trazar una línea auxiliar de cota que sirva como uno de los lados del ángulo. La línea de cota debe ser un arco de circunferencia. Acotar una pieza es indicar sobre el dibujo, todas las dimensiones necesarias para su interpretación y su eventual fabricación.

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Línea de cota. La que indica la medida a la que corresponde una cota, trazada con la línea tipo “B” (IRAM 4502). Será paralela a la medida que se acota y de igual longitud. La separación entre líneas de cota, o de estas con la del dibujo, será siempre mayor que la altura de los números. La línea puede ser interrumpida o continua, dándose preferencia a ésta última (Fig. 2 y 3 ).

Los elementos básicos que intervienen en la acotación son: Cota. Expresión numérica del valor de una medida, indicada en el dibujo. Las cotas se colocan encima y ligeramente separadas de la línea de cota. Deben colocarse de forma que su lectura se realice desde la parte inferior y derecha de la pieza. Las cotas angulares se orientan horizontalmente. Cota funcional. La que posee una valía esencial para que la pieza pueda cumplir su función.

Fig. 2

Fig. 3 Flecha de cota. Los extremos de la línea de cota terminarán con flechas formadas por un triángulo isósceles ennegrecido, cuya relación entre la base y la altura será aproximadamente 1:4 Fig. 4.

Fig. 1

Fig. 4

SISTEMAS DE REPRESENTACION GRAFICA Para acotar correctamente una pieza, se tendrán en cuenta los siguientes principios: • La principal norma que regula la acotación es la IRAM 4513. • Las cotas se distribuirán, teniendo en cuenta criterios de orden, claridad y estética. • En los dibujos aparecerán todas las cotas necesarias para su definición. • No deben repetirse las cotas a menos que sea indispensable. • Cada cota se colocará en la vista que mejor información aporte. • Todas las cotas se expresan en la misma unidad, en caso contrario, se colocará la unidad empleada a continuación de la cota. • Para los dibujos de fabricación metal mecánica la unidad de medida lineal será el milímetro y no se indicará su abreviatura. • No se utilizaran mas cotas de las necesarias para definir completamente el dibujo. • Cuando haya que acotar un conjunto de varias piezas ensambladas, se procurara separar las cotas de cada pieza. • Las cotas relacionadas, como el diámetro y la profundidad de un agujero, se indicaran sobre la misma vista. • Las cotas no funcionales se acotaran de la manera mas conveniente para facilitar la fabricación o la verificación.

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• En el dibujo se expresaran las propias cotas funcionales (Fig. 1), sin hacer depender unas de otras, para asegurar condiciones de funcionamiento. • Debe evitarse la necesidad de obtener cotas por suma o diferencia de otras, ya que puede implicar errores en la fabricación, se expresara para su lectura directa, y no para su obtención por deducción de otras ni por aplicación de la escala. • Las cotas se situaran por el exterior de las piezas. Se admitirá situarlas en el interior siempre que no se pierda claridad en el dibujo.

SISTEMAS DE REPRESENTACION GRAFICA

00

0 20

00 .0 0

O

+

n

=

5.

3. 5

00

00

4 2, 15

0 .0 0 10

0 Y

=

20

0

O

n

20

0 0

1.

00

1

4

1.

60

0 1.

00

0

+

=

4

50

0 .00

1.7

1. 00 0

1.7

50

1.

00 3.50 0

3. 5

60

0

30

, 52

1.

3.50 0

30

0

1. 00 0

4. 0

00

2.60 0

1.

0

X =

20

2.60 0

1.

8 .5

0

+

20

B.

1.

C.

0

X =

.0 20

00

0

8 .5

.0 0

+

10

B.

=

C.

Y

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5.

00

0

SISTEMAS DE REPRESENTACION GRAFICA

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Unión de isometría de cañerías con isometría de equipo

 Vapor vivo o de alta presión: color naranja  Vapor de baja presión: tramos de color naranja alternados con tramos de color blanco.  Agua para incendio: color rojo  Gas: color amarillo  Aire comprimido: color azul  Vacío: color marrón

Y=

10 .0 0 0

00

C.B .+

8.5 00

2.60 0

.0 20 X =

23

1.2 00

3.50 0

00 4.0

0 30

,4 1 52 On

0 1 .20

Representación del sistema isométrico cañerías dentro del edificio de una planta

de

00 3.5

h

1.7 50

1.6 00 1.0 00

1.00 0

h

+=

5.0 00

Colores a utilizar en la representación de cañerías Los diferentes tipos de fluidos a transportar por un sistema de cañerías son también representados con diferentes colores, a saber:  Agua: color verde  Agua caliente: tramos de color verde alternados con tramos de color naranja.  Agua fría: tramos de color verde alternados con tramos de color blanco. 

Vapor vivo o de alta presión: color naranja



Vapor de baja presión: tramos de color naranja

Una vez asimilado el concepto de isometría, corresponde realizar el sistema completo de la instalación, incluyendo la infraestructura edilicia que la contiene, de manera que aquí se apliquen todos los conceptos vertidos anteriormente, tales como orientación, pendiente, acotación, símbolos, etc. Resulta importante destacar que en esta configuración debe tenerse en cuenta la ubicación de los equipos dentro de la planta, para lo cual debe definirse tanto la cota como el alejamiento de los mismos respecto de las paredes de los edificios. Esta definición permitirá posteriormente el trazado de la isometría de cañerías, de manera que el conjunto quede completo. Así:

SISTEMAS DE REPRESENTACION GRAFICA

Y

=1

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0. 0 00

0 00 20. C. B. +8 . 50 0

2. 600

X=

1. 2 00

3. 500

00 4. 0

300

,4 152 On 00 3. 5

h

1. 7 50

1. 600 1 .0 00

1. 000

h

+=

5. 0 00

00 1. 2

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SISTEMAS DE REPRESENTACION GRAFICA Vista en planta de la fábrica

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Vista del corte A-A de la Planta donde se visualiza el conjunto de las instalaciones

20.000

2 .500

21.200 10.000 11. 200

H

h

1 .000

3.500

10.000

7. 000

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SISTEMAS DE REPRESENTACION GRAFICA

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BIBLIOGRAFIA

EJERCICIO PRÁCTICO

 Dibujo Técnico – A. Bachman - R. Forberg Edit. Labor  Dibujo Técnico – French – Svensen – Edit. Gilli  Dibujo Técnico – Earl D. Black – Edit. Marymar Vista en Dibujo Técnico planta  Normas IRAM para

En el papel isométrico impreso al final, desarrollar una representación esquemática de un sistema de flujo mediante un isométrico de cañerías, con los elementos que a continuación se exponen:

Vista Vista Vista Vista

en en en en

planta planta planta planta

de de de de de

la

fábrica

 Un tanque de laacero inoxidable defábrica 10.000 litros de capacidad. la fábrica  Dos bombas impulsoras la fábrica  Tres válvulasla de compuerta defábrica 3” de diámetro  Siete tramos de tubería de 3” de diámetro de las siguientes medidas: 500 mm, 1300 mm, 570 mm, 275 mm, 222 mm, 300 mm, 2230 mm, 1800 mm, 1218 mm y 610 mm.  Una válvula compuerta de 1” de diámetro.  Una reducción de 3” a 2”.  Tres tramos de tubería de 2” de diámetro de las siguientes medidas: 500 mm, 1279 mm, 1375 mm y 90 mm.  Una Te de 3 “.  Una Te de reducción de 3” a 2”.  Ocho codos de 90° de 3”.  Siete codos de 90° de 2”.