ventilacion localizada en mineria

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ
Facultad de Ciencias e Ingeniería

DISEÑO DE SISTEMA DE EXTRACCIÓN DE EMISIONES DE
GASES DE COMBUSTIÓN DE BIOMASA BAJO CONDICIONES
CONTROLADAS

Tesis para optar al título de Ingeniero Mecánico, que presenta el bachiller

Ronald Eduardo Mas Bautista

ASESOR: Luis Ricardo Chirinos García

Lima, Marzo 2011

RESUMEN

El presente trabajoconsiste en el diseño de un sistema de extracción de gases de
combustión bajo condiciones controladas (velocidad y temperatura), con la finalidad de
acondicionar los gases de combustión de la quema de la leña, bosta y yareta para la
identificación y cuantificación de las emisiones según normas internacionales. Este
sistema se instalará en el Laboratorio de Energía de la Pontificia UniversidadCatólica
del Perú.
El diseño de este sistema de extracción se basa en el método 5G de la Agencia del
Medio Ambiente de los Estados Unidos de Norteamérica (EPA), que se centra en los
procedimientos para la medición del material particulado de estufas estáticas. Esto se
complementa con las recomendaciones la Sociedad Americana Gubernamental de la
Industria Higiénica (ACGIH), AsociaciónAmericana de Calefacción, Refrigeración y
Aire Acondicionado (ASHRAE), Asociación Nacional de Contratistas de Fabricación
en Láminas de Metal para Aire Acondicionado (SMACNA), entre otros.
Las condiciones nominales de operación del sistema son las siguientes: capacidad de
extracción de la mezcla de gases (aire con gases de combustión) 0,27m3/s, temperatura
de la mezcla de gases al ingreso delsistema es de 76°C. Estas condiciones se alcanzan
cuando en la estufa estática se quema 4.7 kg/hr de combustible (leña).
El sistema de extracción cuenta con tres zonas: (i) zona inicial, (ii) zona de
estabilización, y (iii) zona de medición. Cada una de ellas cumple con una tarea
predeterminada para llevar a cabo el proceso de medición.
Las dimensiones de los ductos y accesorios (longitudy diámetro) se estimaron en base a
la velocidad recomendada de operación considerando el flujo de extracción de gases
obtenido. Los diámetros de los ductos y sus longitudes se encuentran entre 150 mm a
300 mm, y 250 mm a 3030 mm, respectivamente.
Así mismo las dimensiones de las chimeneas se obtuvieron después de analizar las
condiciones externas (edificaciones contiguas) al Laboratoriode Energía, siendo la
altura obtenida de 21,5m. Esta altura garantizaría la correcta dispersión al medio
ambiente de los gases de combustión, evitando así la contaminación de los edificios con
estos mismos. Sin embargo obtener esta altura no será posible debido a las condiciones
en la infraestructura del Laboratorio.
Se calcularon las pérdidas de presión en la zona de medición, lograndoobtener una
caída de presión de 66,59mmH2O, este procedimiento se realizó para realizar la
selección del ventilador a usar en esta zona con la finalidad de obtener un control
permanente sobre la velocidad del flujo de gases en el interior del sistema de extracción.
Finalmente se realizó un cuadro comparativo para las dos propuestas económicas
presentadas por las empresas Tecnitemp EIRL eIngeniería Industrial Arana EIRL para
la fabricación del sistema de extracción, siendo la empresa Ingeniería Industrial Arana
la que ofrece una mejor propuesta económica para realizar este trabajo.

ii

Dedico este trabajo a Dios, a mis
abuelas, a mis Padres Carlos y
Carmela, Hermanos, Tía Ali,
sobrinita, amigos y para el amor de
mi vida Karina, para Ustedes con
amor.

iiiAGRADECIMIENTO

Agradezco la ayuda de los ingenieros Javier Tamashiro, Enrique Barrantes, Quino
Valverde, Allan Flores, de mi asesor ing. Luis Chirinos y de todo el personal del
Laboratorio de Energía, que sin su apoyo no hubiera logrado este objetivo.

iv

INDICE

RESUMEN.………………………………………………………………………….i
DEDICATORIA.……………………………………………………………………ii
AGRADECIMIENTOS.…………………………………………………………… iii...