Manómetros

Los manómetros son una de las herramientas que forman parte de la metrología legal. Estos instrumentos se utilizan para medir la presión de fluídos, líquidos o gaseosos, dentro de una espacio o circuito cerrado. La mayoría de los manómetros que existen en el mercado utilizan la presión atmosférica como referencia para medir la de los gases o fluídos contenidos, dando lugar así a la llamada presión manométrica. Para un correcto uso de estos instrumentos es necesario conocer los diferentes tipos de manómetros y su utilidad dependiendo del contenedor y del contenido que se quiera medir.

👉Diferentes tipos de manómetros

➤Manómetro Bourdon

El manómetro Bourdon se basa en un sensor conocido como tubo Bourdon. Este instrumento tiene un sistema de medida formado por un tubo aplanado que tiende a enderezarse con el aumento de la presión. La forma y el material del tubo dependerá de la presión que se quiera medir, aunque los más comunes son de latón. Los manómetros Bourdon se clasifican según su diámetro, su elemento sensible y el material de fabricación. Las diferencias entre unos y otros están en fin para el que sirve cada uno.

Según el diámetro

El diámetro del manómetro viene a ser el tamaño de la esfera donde se lee la indicación de la presión. Las medidas más habituales que encontramos en la industria son:

• 40 y 50 mm para presiones entre 2.5 y 60 bares. Estos manómetros suelen utilizarse en empresas de neumáticos, contra incendios y reguladores de presión. Aunque sus conexiones suelen ser en latón, es posible realizarlo en otros materiales y para otras presiones.

• La esfera de 63 mm y de 100mm se utiliza en la industria para conexiones de 1/4 y 1/2. Estos manómetros los encontramos en todos los materiales, según su necesidad.

• Los diámetros de 160mm y 250mm se utilizan para presiones elevadas y en laboratorios. El material más común con el que se hacen es el acero inoxidable.

Según el elemento sensible
El elemento sensible de un manómetro es el componente mecánico elástico que experimenta una deformación en proporción a la presión medida. La elección del material del elemento sensible dependerá del rango de presión que se quiere medir:

• Para presiones entre 5 mbar y 600 mbar se usa una cápsula o membrana.
• Un fuelle metálico es utilizado para medir presiones de hasta 7 bar y presiones absolutas.
• Para presiones entre 1 bar y 60 bar se usa un tubo bourdon.
• En el caso de presiones de 160 bar o superiores utilizamos un tubo helicoidal.

Según el material de fabricación
• Los más comunes y más económicos que encontramos tienen el sistema de medida en latón y los demás materiales en ABS o acero.
• Otros son mixtos, donde el sistema de medida es en latón y las cajas protectoras en acero inoxidable. Normalmente suelen utilizarse llenos de glicerina para amortiguar las vibraciones mecánicas.
• Los manómetros inoxidables están hechos con sistemas en inoxidable AISI 316 y con las cajas protectoras en acero inoxidable con o sin glicerina (para manómetros secos).

➤Manómetro de columna líquida

Los manómetros de columna líquida son la opción más sencilla y utilizada para medir presiones y mostrar el nivel de líquidos de un recipiente o tanque. En estos casos se realiza una medida directa de la presión en el punto de unión gracias a la altura o diferencia de nivel a la que se eleva un líquido en un tubo vertical. El tubo vertical (mayormente se utiliza el tubo en U) puede estar abierto y conectado a un aparato que contiene un líquido o cerrado, también llamados manómetros diferenciales.

Todos estos manómetros indican la diferencia entre dos presiones diferentes a la de la atmósfera. Para ello se utiliza un fluido, llamado manométrico, que será el encargado de formar la columna líquida para medir la presión del interior del recipiente. El fluido manométrico puede ser cualquier líquido que no se mezcle con el líquido que está a presión. Para presiones elevadas, grandes diferencias de presión o altos vacíos se utiliza el mercurio como fluido manométrico. Por el contrario, para presiones bajas se usa agua, alcohol u otro líquido con una densidad más baja que la del mercurio.

➤Manómetros de columna líquida diferenciales
Los manómetros diferenciales con tubo en U se dividen en dos modalidades:

• Los de tubo en U diferencial que miden la diferencia de presiones entre dos puntos gracias a la altura del fluido manométrico.

• Los manómetros con tubo en U invertida, donde el líquido que llena el tubo es ligero y se usa para medir la diferencia de presiones en líquidos cuando las columnas abiertas son muy elevadas, o cuando el líquido a presión no puede ponerse en contacto con la atmósfera.

➤Manómetros para presión absoluta
Otro modelo de manómetros de columna líquida son los usados para medir la presión absoluta del fluido a presión. Para ello se toma el espacio de vacío total o perfecto que se queda encima del mercurio y se mide con referencia a una presión nula.

➤Manómetros de columna inclinada

Los manómetros de columna inclinada son usados para medir diferencias de presión muy pequeñas por la amplificación que ofrece este tipo de lectura en comparación con los manómetros de columna de líquido. Estos manómetros con el tubo en U inclinado se utilizan porque la longitud de la altura o la carga pueden multiplicarse por la inclinación de la columna líquida y la escala será así más ancha.

Agroibérica Ingenieros Verificaciones Técnicas - Metrología Legal- Posted on 14 mayo, 2019

FUENTE:

AIVT - Agroibérica Ingenieros Verificaciones Técnicas

Fórmulas Básicas de Electrotecnia

 

FUENTE:

M.J.D.

El timón

👉1-El timón

El timón es una de las partes más importantes del buque en cuanto a maniobra se refiere, abarcan un gran número de diseños, formas, dimensiones y funciones, pero la principal funcionalidad que identifica al timón es la maniobrabilidad del buque, pudiendo abarcar desde mantener el rumbo en navegación, maniobras básicas de atraque o desatraque, maniobras de aproximación, maniobras en aguas restringidas, etc.
Por supuesto estas acciones mencionadas son fruto de la combinación de timón como el objeto que fija la dirección y la hélice como el objeto propulsor.
Se define al timón como el dispositivo utilizado para maniobrar un medio de transporte que se mueva a través de un fluido, en este caso un buque en el agua. El timón es el encargado del aprovechamiento de los efectos hidrodinámicos del fluido produciendo un efecto de giro o de empuje gracias a la incidencia  y la presion ejercida por las partículas del fluido.

Este dispositivo ha variado mucho según la zona geográfica y la evolución histórica, en este artículo nos centraremos en la construcción del timón en codaste y los timones más empleados actualmente.
El timón debe contar con una serie de características para desarrollar su función, entre ellas se encuentran las siguientes:

• Ha de tener la suficiente resistencia para soportar los esfuerzos dinámicos durante la navegación y las maniobras.
• Los soportes tanto de carga vertical como horizontal han de ser los adecuados y con poca fricción.
• Las deformaciones debidas a su propio peso no deben producir en ningún caso el bloqueo del timón.
• Los huelgos de apoyo y soporte han de ser los adecuados para asegurar el desgaste anormal.
• Deben ser de fácil mantenimiento.

La eficacia del timón dependerá de:

• La superficie total de la pala.
• Su disposición respecto a los propulsores del buque.
• Del número de timones.
• De la forma del codaste.

👉2-Partes del Timón

Las partes más características del timón son:
• Pala:Pieza ancha y con mucha superficie sobre la que actúa el fluido.
• Mecha: Pieza que relacionada con la cruceta del servomotor, proporciona la movilidad de la pala. Es de acero forjado generalmente y su diseño se basa en cálculos empiricos relacionados con las dimensiones de la pala, la longitud de la mecha, la velocidad del buque y su posición respecto a las hélices.

• Limera: La limera es el disposito a través del cual atraviesa la mecha por el casco y cierra en la cubierta del servomotor en una chumacera o cojinete de empuje (empaquetadura + casquillo presaestopa).
• Brazos o Refuerzos: Son los refuerzos de los que consta el timón (horizontales y verticales).
• Madre: Son componentes que se hallan en timones con doble plancha, el eje sobre el que gira y soporta la pala.
• Perno o Mecha: Estos componentes ejercen presión sobre las hembras en función directa a la superficie de la pala y la velocidad del buque
• Canto de ataque: Es la arista situada a proa de la pala.
• Canto de salida: Es la arista situada a popa de la pala.
• Lenteja: Es el elemento de roce entre pala y talón del codaste

Nota*: No todos los timones constan de todos estos elementos, esto dependerá de sus dimensiones, formas y diseño.

El servomotor se encuentra en la parte superior del timón, dentro de la sala de máquinas y proporciona mediante la ayuda de 4 cilindros accionados por un circuito hidráulico la energía suficiente para direccionar la orientación de la pala del timón.

Timón con servomotor básico

1-Palas de los timones
2-Brazos de las cañas de los timones
3-Balancín
4-Brazo de gobierno (dentro del casco resistente)
5-Vástago y émbolo del servo
6-Cilindro del servo
7-Válvula de seguridad doble
8-Pulsador para meter la caña a babor
9-Pulsador para meter la caña a estribor
10-Caja de gobierno

Funcionamiento básico
Para el giro a babor se baja el pulsador (8) (ver caja de gobierno) el aceite a presión sigue el trayecto naranja que empuja el
vástago y émbolo (5) hacia la izquierda del dibujo el aceite de la otra parte del émbolo es empujado por éste de retorno
siguiendo el trayecto verde si por exceso de presión (los timones reciben un fuerte golpe de mar o llegan al tope) ésta
aumenta se abre la válvula de seguridad (7) y la presión se mantiene sin aumento ni disminución, una vez tomado el rumbo
se sube el pulsador (8) para que los timones vuelvan a la vía. La operación es similar para el giro a estribor.
El funcionamiento del sistema es orientativo y resulta más complejo que el representado pues lleva además una serie de
válvulas para permitir que la presión en el émbolo se compense una vez se devuelven los pulsadores a su posición inicial.


Por su geometría, las definiciones más importantes son:

• Altura en la dimensión del flujo.
• Cuerda en la dimensión paralela al flujo.
• Espesor en la dimensión perpendicular al plano de crujía.
• Tipo de perfil: Distribución de espesores a lo largo de la cuerda.
• Relación de espesor: Entre el máximo espesor del perfil y la cuerda.
• Alargamiento: Relación entre la altura del timón y la cuerda media.
• Área del timón: referida normalmente al área total obtenida.
• Relación de compensación: al cociente entre el área situada a proa del eje de giro y el área total móvil.

👉

3-Tipos de Timones
Los timones se pueden clasificar en varias categorías, a saber:
Por su estructura:
• De plancha simple, consistente en una plancha gruesa reforzada.
• De plancha doble, constituida por dos planchas unidas por una estructura interior, de mayor a menor escantollinado.
• Currentiformes, en las que sus chapas constituyentes desarrollan formas curvas para mejor aprovechamiento de las corrientes hidrodinámicas de los filetes líquidos cuando incidan sobre la pala.
Por su montaje:
• Soportados, cuando además del superior, tienen un soporte inferior situado en el talón del codaste.
• Semi-suspendidos, cuando el soporte inferior está en una zona intermedia de la pala.
• Colgantes, cuando no disponen de otro soporte que el superior

Por su distribución:
• Sin compensar, cuando toda la pala se encuentra a popa del eje de giro.
• Semicompensado o semi-balanceado, cuando distribuye parte de la pala a proa del eje de giro.
• Compensado o balanceado, cuando la parte de la pala situada a proa del eje del giro es superior al 20% de la superficie total.

Por su movimiento:
• Pala móvil, la que se mueve en su totalidad simultáneamente.
• Pala parcialmente móvil, principalmente con pala móvil a popa del eje del giro y la parte de proa fija al codaste.
• Activos, parte móvil a proa y popa del eje del giro.
• Flap activo, a popa de la pala del timón.
 

Timones empleados en buques especiales:
Timón Schilling: Es un timón con un perfil de forma especial que lleva incorporadas unas placas de cierre en los cantos superior e inferior de la placa con el objeto de evitar el paso transversal del flujo de un lado a otro. Aumentando así de esta manera la relación de alargamiento efectiva y en consecuencia la fuerza en el timón.
Este sistema se caracteriza por constar de un par de timones por cada hélice, lo que conlleva una serie de importantes modificaciones en lo que respecta a diseño, operación y maniobra. Los buques equipados con timones Schilling están dotados de hélices de paso fijo que giran siempre en un sentido, marcha adelante. En estos buques se puede detener la hélice, pero no invertir su marcha.

Timón articulado o timón “Becker”: Este timón emplea un flap sujeto por bisagras en la popa del timón que gira en la misma dirección del timón cuando se da una orden de timonel y añade arco a la sección del timón, lo que aumenta considerablemente su empuje transversal en ángulos pequeños de timón. Es un timón compensado con el eje de giro más a popa que los timones convencionales.
El flap adopta un ángulo doble del girado por el timón principal por medio de una articulación relativamente sencilla montada sobre una estructura fija al casco, lo que permite cambiar la dirección del chorro de la hélice. La variación de cantidad de movimiento se traduce en una fuerza transversal que puede llegar a ser del orden del 70 al 90% mayor que el que genera un timón convencional.
 

👉4-Bibliografía:
• Maniobra de los buques. Autor: Ricard Marí Sagarra
• Hélices y timones de maniobra. Autor: Álvaro Manuel Álvarez Hernández
Posted by Jazmin Brizuela
Date: febrero 08, 2017

FUENTES:

fullavantenews.com

https://revistalogisticaparaguay.com/ingeniero-marino-el-timon-del-buque/

file:///C:/Users/miguel/AppData/Local/Temp/1528-Texto%20del%20art%C3%ADculo-7516-5-10-20180216.pdf 

http://www.u-historia.com/uhistoria/tecnico/visitaguiada/hidraulicos/hidraulicos.htm

Ley de Ohm

 Ley de Ohm

 

 

FUENTE:

M.J.D. Apuntes.