MDRPIM2016011

Vista previa del material en texto

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TUXTLA GUTIERREZ 
 
 
Ingeniería Mecánica 
 
 
 
Reporte de prácticas profesionales 
 
Diseño para la automatización del suministro de agua a 
máquinas del área de producción. 
 
 
Presenta: 
Mendoza Rivera Ana Karen 
 
 
 
Asesor interno: 
M.C. Gomez Peñate Samuel 
 
 
 
Enero – Junio 2016 
 
 
 
 1 
Contenido 
Índice de figuras .................................................................................................................................. 2 
Índice de tablas ................................................................................................................................... 4 
Capítulo 1 Generalidades del proyecto ......................................................................................... 5 
1.1 Justificación. ........................................................................................................................ 6 
1.2 Objetivo general. ................................................................................................................. 7 
1.3 Objetivos específicos. .......................................................................................................... 7 
1.4 Caracterización del área de participación. .......................................................................... 8 
1.4.1 Misión. ......................................................................................................................... 8 
1.4.2 Visión. .......................................................................................................................... 8 
1.5 Problemas a resolver. .......................................................................................................... 9 
1.6 Alcances y limitaciones. .................................................................................................... 10 
1.6.1 Alcances. .................................................................................................................... 10 
1.6.2 Limitaciones............................................................................................................... 10 
Capítulo 2 Fundamento teórico. ........................................................................................ 11 
2.1 Procesos de manufacturas Kaltex en la planta número 2. ................................................ 12 
2.2 Neumática. ........................................................................................................................ 16 
2.3 Automatización ................................................................................................................. 25 
Capítulo 3 Procedimiento y descripción de las actividades realizadas. ............................ 28 
3.1 Resultados ......................................................................................................................... 47 
Conclusión ......................................................................................................................................... 49 
Referencias y bibliografía .................................................................................................................. 50 
ANEXO I ............................................................................................................................................. 51 
Anexo II .............................................................................................................................................. 52 
Anexo III ............................................................................................................................................. 54 
 
 
 
 
 
 
 
 
 2 
Índice de figuras 
 
 
Figura 2 1. Resumen del proceso textil. ............................................................................................ 11 
Figura 2 2. Secuencia de los procesos de la planta dos. ................................................................... 12 
Figura 2 3. Tren continuo de blanqueo y limpieza de tela. ............................................................... 13 
Figura 2 4. Mercerizadora horizontal con tensión. ........................................................................... 14 
Figura 2 5. Línea de teñido. ............................................................................................................... 15 
Figura 2 6. Unidad de encogimiento y fijación de la sanforizadora. ................................................. 16 
Figura 2 7. Composición por volumen. ............................................................................................. 16 
Figura 2 8. Clasificación de compresores. ......................................................................................... 19 
Figura 2 9. Generación de aire comprimido. ..................................................................................... 19 
Figura 2 10. Mandos para válvulas. ................................................................................................... 21 
Figura 2 11. Vías de una electroválvula. ............................................................................................ 21 
Figura 2 12. Posiciones de una electroválvula. ................................................................................. 22 
Figura 2 13. Válvulas 2/3, 3/2, 4/2, 5/2, 3/3, 4/3 y 5/3. ................................................................... 22 
Figura 2 14. Circulación del aire en una electroválvula. ................................................................... 23 
Figura 2 15. Tamaño de conexiones. ................................................................................................. 23 
Figura 2 16. Electroválvula 3/2. ......................................................................................................... 24 
Figura 2 17. Actuador neumático de piñón y cremallera. ................................................................. 25 
Figura 2 18. Elementos de un sistema neumático. ........................................................................... 26 
 
Figura 3 1. Pad Steam 1. .................................................................................................................... 28 
Figura 3 2. Pad Steam 3. .................................................................................................................... 28 
Figura 3 3. Pad Steam 2. .................................................................................................................... 28 
Figura 3 4. Mercerizadora. ................................................................................................................ 29 
Figura 3 5. Tren Continuo 1. .............................................................................................................. 29 
Figura 3 6. Tren continuo 2. .............................................................................................................. 29 
Figura 3 7. Tren continuo 3. .............................................................................................................. 29 
Figura 3 8. Tren Continuo 4. .............................................................................................................. 29 
Figura 3 9. Características principales para actuadores neumáticos. ............................................... 32 
Figura 3 10. Ejemplo de válvula de 3/2 vías. ..................................................................................... 33 
Figura 3 11. Sistemas de medición de la presión neumática. ........................................................... 34 
Figura 3 12. Válvula de vapor del tren 1. .......................................................................................... 35 
Figura 3 13. Válvula y actuador del tren 1. ....................................................................................... 36 
Figura3 14. Válvula y actuador del tren continuo 2. ........................................................................ 36 
Figura 3 15. Válvula y actuador de la mercerizadora. ....................................................................... 37 
Figura 3 16. Válvula y actuador del tren continuo 3. ........................................................................ 37 
Figura 3 17. Válvula y actuador del Pad Steam 1. ............................................................................. 38 
Figura 3 18. Válvula y actuador del Pad Steam 2. ............................................................................. 38 
Figura 3 19. Válvula y actuador del Pad Steam 3. ............................................................................. 38 
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453498394
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453498395
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453498396
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453498397
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453498398
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453498399
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453498400
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453498401
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453498402
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453498403
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453498404
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453498405
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453498406
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453498407
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453498408
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453498409
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453498410
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453498411
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599093
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599094
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599095
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599096
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599097
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599098
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599099
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599100
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599101
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599102
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599103
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599104
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599105
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599106
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599107
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599109
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599110
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599111
 
 
 
 3 
Figura 3 20. Ejemplo del selector para manipular el sistema. .......................................................... 39 
Figura 3 21. Conexión del selector en el tablero particular de la máquina. ..................................... 39 
Figura 3 22. Conexiones al tablero general de control de la máquina. ............................................ 40 
Figura 3 23. Ejemplo de tablero de control general de la máquina. ................................................. 40 
Figura 3 24. Esquema del funcionamiento del sistema neumático en las maquinas. ...................... 41 
Figura 3 25. Modo automático desactivado. .................................................................................... 42 
Figura 3 26. Simulación de las válvulas. ............................................................................................ 42 
Figura 3 27. Simulación del paro de máquina. .................................................................................. 42 
Figura 3 28. Conexión eléctrica del tren continuo 1. ........................................................................ 43 
Figura 3 29. Relé AO11 K3. ................................................................................................................ 44 
Figura 3 30. Conexión de válvulas para el tren 1 y 2. ........................................................................ 44 
Figura 3 31. Modo automático desactivado. .................................................................................... 45 
Figura 3 32. Simulación del funcionamiento de las electroválvulas. ................................................ 45 
Figura 3 33. Sistema sin alimentación eléctrica. ............................................................................... 46 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599112
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599113
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599114
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599115
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599116
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599117
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599118
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599120
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599121
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599122
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599123
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599124
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453599125
 
 
 
 4 
Índice de tablas 
Tabla 2 1. Clasificación de actuadores. ............................................................................................. 25 
 
Tabla 3 1. Registro de gasto de agua................................................................................................. 30 
Tabla 3 2. Cotización de materiales. ................................................................................................. 34 
Tabla 3 3. Consumo de agua y gastos económicos correspondientes al mes de noviembre. .......... 47 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453496793
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453496782
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453496783
file:///C:/Users/Anna%20Rivera/Desktop/reporte%20de%20residencia.docx%23_Toc453496784
 
 
 
 5 
 
 
 
 
 
 
Capítulo 1 Generalidades del proyecto 
 
 
 
 
 
 
 
Para que una empresa sea competente en el área en el cual se desarrolla, es necesario que sus 
procesos sean lo más eficientes posibles. 
 Cuandose trata de una industria textil, es primordial que trabaje sin ignorar el exterior de la misma, 
como son los recursos naturales y el recurso humano de los cuales depende directamente. Esto se 
remarca a lo largo de este reporte. 
Empezamos recordando las bases de la automatización y la fuerza con la que apoyaremos el sistema 
en general. Así como los componentes principales de un sistema neumático. Es importante 
mencionar las ventajas, las cuales son muchas, de utilizar al aire comprimido para transmitir una 
fuerza a un elemento de trabajo. La que vale resaltar es que no se necesitan tratamientos complejos 
para obtener un fluido adecuado. 
Pasando a cómo se desarrolló el proyecto para llevar el diseño de automatización del suministro de 
agua a la implementación real en las maquinas. La cual se realizó en conjunto con trabajadores de 
la planta, jefes del departamento y supervisores de producción correspondientes. 
Finalizando con la explicación de los resultados obtenidos después de poner en marcha al sistema. 
 
 
 
 6 
1.1 Justificación. 
La industria textil es considerada como uno de los principales generadores de contaminantes del 
agua y desechos peligrosos debido a que en el proceso están inmersos diversos tipos de químicos 
provocando una seria contaminación al medio ambiente, sin contar el agua que se desperdicia por 
falta de un sistema de suministro a las máquinas de proceso de manera adecuada. 
Para grupo Kaltex es prioridad minimizar los daños a la salud por contaminación ambiental, y reducir 
el uso de agua. Por lo tanto se encuentra en constante búsqueda de actualizaciones a los procesos 
como a las máquinas. 
El sistema de suministro de agua con el que cuenta grupo Kaltex está compuesto de válvulas 
manipuladas manualmente para el llenado o vaciado de las tinas que se encuentran en las máquinas 
de los procesos químicos, estas actividades son realizadas en cada arranque y preparación del 
mismo. Cuando ocurre un paro de máquina, los oficiales de cada máquina tienden a olvidar cerrar 
estas válvulas teniendo como consecuencia un grave desperdicio de agua y deficiencia del proceso 
en general. Las tinas donde se mezclan los productos químicos, como la sosa, tienen que cumplir 
con un nivel óptimo y mantenerse en el mismo. El oficial de cada sección de la maquina debe 
asegurar que se cumpla ese nivel apoyándose directamente de las válvulas involucradas. 
Además de las tinas, el agua que llega a la tubería principal de la maquina se utiliza para los 
evaporadores y secciones de enjuague de la tela, por lo cual, sobresale la importancia de mantener 
un control sobre el gasto de agua en un paro de máquina. 
Es por eso que se necesita un sistema de apoyo que funcione en conjunto con la máquina y sea fácil 
de manipular. Aprovechando el sistema neumático con el que cuenta la planta, se instalaran válvulas 
para mantener el control sobre el suministro de agua sin que el oficial a cargo esté involucrado en 
ello. Llevándose a cabo las actividades en el panel general de control de cada máquina, evitando así 
los descuidos y aumentando la eficiencia de los procesos, remunerando económicamente a la 
misma empresa. 
Este proyecto tendrá principal impacto en el medio ambiente y en la economía de la empresa 
eliminando una de las principales preocupaciones de la misma. Ayudará a ahorrar uno de nuestros 
recursos naturales no renovables y aumentara la eficiencia del proceso de la maquina en la cual se 
aplique incrementando la eficiencia de la misma empresa. 
 
 
 
 7 
1.2 Objetivo general. 
 
Automatizar las válvulas que controlan el suministro de agua a maquinas del área de producción. 
 
1.3 Objetivos específicos. 
 
 Evaluar condiciones actuales del sistema de suministro de agua. 
 Analizar las instalaciones para definir ubicación de válvulas. 
 Seleccionar válvulas. 
 Elaborar requisiciones para comprar materiales del proyecto. 
 Instalar válvulas seleccionadas. 
 Diseñar la automatización del sistema de suministro de agua. 
 Poner en marcha el sistema automatizado. 
 Verificar los resultados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 8 
1.4 Caracterización del área de participación. 
Grupo Manufacturas Kaltex es una compañía textil 100% mexicana integrada verticalmente y 
comprometida, a través de sus Divisiones, en la manufactura y distribución de hilo, tela, fibras 
sintéticas, prendas de vestir y productos para el hogar. 
Incursiono en el mercado como distribuidora de telas en el año de 1925 y como procesadora de 
textil en el año de 1938. 
En 1944 se inicia en los procesos de manufactura textil. 
Con más de 50 años de experiencia, se encuentra compitiendo nacional e internacionalmente 
colocando sus productos en los mercados de México, Estados Unidos, Canadá, Europa, Centro y 
Sudamérica y el Caribe. 
 
1.4.1 Misión. 
Fabricar y comercializar productos textiles con excelencia en calidad y servicio para satisfacción de 
las necesidades de nuestros clientes nacionales e internacionales, obteniendo una rentabilidad 
adecuada para el desarrollo económico de la empresa y oportunidad de una vida mejor para los 
empleados del Grupo. 
 
1.4.2 Visión. 
Ser una de las empresas textiles más reconocidas a nivel nacional e internacional y mantenerla a 
ese nivel por su calidad y servicio de sus productos que ofrece. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 9 
1.5 Problemas a resolver. 
 
La consecuencia principal de la industrialización en nuestro país así como en cualquier otro, es el 
uso, adecuado o no, del agua. Ya que juega un papel primordial en procesos y mantenimiento de la 
misma empresa. La obligación de las empresas es cumplir con los reglamentos nacionales del 
cuidado del agua y del ambiente. En la mayoría de las industrias el mayor porcentaje de uso de agua 
proviene de ríos o el subterráneo, lo que significa de la reserva potable de la población. Como 
sabemos el agua de mar no es apta para el consumo humano, y para el uso en los procesos 
industriales se necesita diversos y costosos procesos para que los componentes de la misma no 
intervengan en los resultados que se buscan. 
Por ejemplo en las líneas de teñido de manufacturas Kaltex; un pH diferente al que se necesita tener 
en la mezcla de químicos y agua afectaría directamente al resultado que se quiere obtener en la 
impregnación del color en la tela. Y para lograr el pH requerido se necesitaría restarle porcentaje de 
sal al agua con procesos costosos por lo cual ya no sería viable. 
En Kaltex de san juan del rio, planta dos se desperdicia en promedio 28 metros cúbicos de agua por 
tren, cada hora. En mercerizadora 17 metros cúbicos por hora y en pad steam un promedio de 15 
metros cúbicos por hora de paro. 
Lo que se requiere es el uso moderado del agua siendo este el principal problema a resolver, 
evitando así el excesivo gasto de este recurso indispensable para todos. 
La cantidad de agua que se utiliza en las industrias se refleja principalmente en el gasto económico 
de las mismas. Siendo proporcional el gasto de agua y el gasto económico de proveerla, los 
departamentos involucrados tienen que buscar un equilibrio para que sus procesos sigan siendo 
rentables. 
En los procesos que se llevan a cabo en la planta dos de Kaltex, al estar relacionados, se necesita 
mayor eficiencia en los arranques de máquina. El suministro de agua debe estar sincronizado con el 
arranque, ya que mientras la maquina llega a la temperatura óptima de trabajo en los 
intercambiadores de calor, las tinas de lavado de tela se llenan y se mezclan. 
El tiempo que se pueda aprovechar entre procesos se refleja en la productividad de la planta. Siendo 
un problema a resolver las pérdidas de tiempo y la eficiencia del arranque de las maquinas. 
 
 
 
 10 
1.6 Alcances y limitaciones. 
1.6.1 Alcances. 
En el proyecto se considera la implementación física de las válvulas sobre el sistema neumático con 
el que contaba laplanta, se presentará la idea de manera textual y gráfica, siguiendo con la 
simulación del funcionamiento del sistema en “Automation studio” hasta llegar a ponerlo en marcha 
en las máquinas de proceso, resolviendo el gasto excesivo de agua así también proporcionando un 
ahorro económico a la empresa. 
 
1.6.2 Limitaciones. 
Grupo Kaltex cuenta con múltiples plantas en tres estados del país, cada una con actividades 
específicas para obtener entre todas una gama extensa de productos. La limitación principal de este 
proyecto es que está dirigido hacia una sola planta en San Juan de Rio, Querétaro; acotando la 
ganancia final para la empresa y el medio ambiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 11 
Figura 2 1. Resumen del proceso textil. 
Capítulo 2 Fundamento teórico. 
 
El grupo Kaltex, como industria textil, cuenta con plantas que se especializan en diversos procesos 
(figura. 2.1) como: 
Hilatura. Se produce hilo de anillo, de rotor (open end), peinado, torcido y de dos cabos, todos en 
diferentes composiciones y calibres. La materia prima con la que se trabaja es algodón, poliéster y 
otras fibras sintéticas, siempre de la más alta calidad. 
Tejido. Se cuentan con equipos continuos y discontinuos para el descrude1 y preparación, tintura a 
la continua en add system y thermosol, a la discontinua en jets, jiggers, pad batch, estampado con 
el respaldo de un equipo de diseño único en México, acabados químicos y físicos. 
Laboratorios. Todos los procesos de Kaltex se encuentran controlados y monitoreados por propios 
laboratorios certificados nacional e internacionalmente 
Manufacturas Kaltex está distribuida en diferentes estados: Hidalgo, Estado de México, Tamaulipas 
y Querétaro. 
 
 
 
 
 
 
 
 . 
 
1 Término utilizado en planta refiriéndose a la acción de quitar ceras, restos de semilla, aceites y el tono 
amarillento de la tela. 
 
 
 
 12 
Figura 2 2. Secuencia de los procesos de la 
planta dos. 
2.1 Procesos de manufacturas Kaltex en la planta 
número 2. 
Para tener un lugar competitivo en el área textil, los procesos a los que están sometidos los hilos y 
telas deben de cumplir con lineamientos de calidad establecidos. En grupo Kaltex, se cuida que se 
cumplan tales lineamientos en todo el tratamiento continuo de las telas desde que llegan de Tepeji, 
Hidalgo a la planta 2. El proceso comienza en el andén de descarga y almacén, donde se clasifican 
cuidadosamente según el tipo de tela y los tratamientos por los que pasaran cada pedido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
En la figura. 2.2 se muestra de manera general los procesos a los que se somete la tela cruda2 
explicándolos particularmente a continuación. 
 
2 Termino que se utiliza para referirse a la tela recién tejida con hilos naturales que conservan características 
como ceras, aceites y restos de semillas. 
 
 
 
 13 
Figura 2 3. Tren continuo de blanqueo y limpieza de tela. 
Después de separar los pedidos por sección, se llevan a los trenes continuos. 
Tren continuo. Se lleva a cabo el proceso de blanqueo y limpieza de la tela como se muestra en la 
figura. 2.3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
. 
 
La tela es unida a una tela guía, la cual pasara primero por el proceso de chamuscado donde los 
residuos de algodón, como semillas y borra3, se queman. La segunda sección es para blanquear; la 
tela se sumerge en tinas con mezclas de químicos y agua que le quitan el color amarillento. Antes 
de terminar, la tela se pasan por evaporadores comúnmente conocidas como tamboras para secarla 
antes de ser enrollada en los caballetes. Al finalizar el trayecto la tela es color blanco y está seca. 
Todo el trayecto es posible gracias a los rodillos metálicos que ubican a la tela en el lugar en el que 
debe de estar. Estos rodillos se mueven gracias a motores individuales, monitoreados por sensores 
desde el panel de control general de la máquina. 
El aspecto de la tela es de suma importancia en el mundo textil por lo cual la mercerizadora es un 
paso en el proceso que no se puede omitir. 
 
 
3 Pelusa que se forma en la tela por mezcla de polvo y algodón. 
 
 
 
 14 
Figura 2 4. Mercerizadora horizontal con tensión. 
Mercerizadora. Es un tratamiento típico para hilos y tejidos de algodón (de calada y de punto, 
abiertos y tubulares), que mejora el brillo y la humectabilidad de la tela, asegura un recubrimiento 
de las fibras inmaduras y muertas, mejora la estabilidad dimensional y la eficiencia de teñido. 
La mercerizadora de cadena, que se observa en la fig. 2.4,es para el tratamiento de hilos, el 
funcionamiento es similar cuando se trata de trabajar con tela, que es con la que cuenta la planta, 
permite alcanzar un brillo perfecto gracias al control de las tensiones. Las desventajas de este 
sistema es que funciona lentamente y no permite ninguna flexibilidad cuando el ancho de la tela 
varía. 
 
 
 
 
 
 
 
De la figura.2.4. Tenemos a (1) y (2) que son cilindros metálicos, el (3) es un cilindro de caucho que 
presiona al cilindro (2), la (4) es una artesa que aloja la solución que recircula constantemente, (b) 
es una bomba recirculadora, y (5) son rociadores para el lavado. 
Generalmente la tela que entra a la planta sale en diferentes gamas de colores y tamaños. Para 
hacer esto posible se someten cada una de ellas a la línea de teñido, no sin antes asegurarse que las 
fibras de la tela tenga la estabilidad necesaria para ello. En los laboratorios se estudian muestras de 
tela que se han sometido a procesos para determinar si puede pasar al siguiente paso. 
 
Thermosol. Es la primera parte de la línea de teñido, siendo este un proceso a la continua (Pad –
Thermosol). 
La tela pasa en forma continua por un baño donde se impregna con el color, luego se desarrolla el 
mismo por temperatura y finalmente se recoge en rollos. 
 
 
 
 15 
Figura 2 5. Línea de teñido. 
Cuando se trata de fibras sintéticas o mezclas, el thermosol es el adecuado, este maneja 
temperaturas altas; es decir entre 190º y 220º. Por sus altas revoluciones causa tonos parejos. En la 
primera sección de la figura. 2.5 se muestra el thermosol. 
Pad steam. Es la segunda parte de la línea de teñido de tela, pasando primero por el thermosol para 
terminar en el pad steam donde se fija el color a la tela. 
El teñido es muy exigente porque la calidad de la tintura es percibida de lejos. Además, la corrección 
de las tinturas malas cuesta mucho tiempo y, por lo tanto, origina altos gastos. Esto convierte el 
teñido en uno de los más exigentes procesos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Al entregar la tela con todos los procesos solicitados, tanto el cliente que la recibe como el que usa 
la prenda final esperan calidad en el producto, una de las características que definen la calidad es la 
resistencia física de las telas a factores externos. Para reducir esa problemática se tiene el proceso 
de sanforizado. 
 
Sanforizado. Cuya misión es la de producir una estabilidad dimensional al algodón que, como se 
sabe, en su estado natural encoje cuando es lavado. 
Los mejores acabados son los que se llevan a cabo en la mercerizadora (figura. 2.4) y la sanforizadora 
(figura. 2.6), suman cualidades apreciadas a las grandes propiedades originales de una fibra natural, 
como el brillo permanente en el caso del mercerizado y la estabilidad dimensional en el caso del 
sanforizado. 
 
 
 
 16 
Figura 2 6. Unidad de encogimiento y fijación de la 
sanforizadora. 
Figura 2 7. Composición por volumen. 
 
 
 
 
 
 
 
La sanforizadora se basa en transmitir suficiente calor al algodón por medio de una banda de goma 
que debe mantenerselisa. La banda de goma está representada en la figura. 2.6 de color amarillo. 
 
2.2 Neumática. 
 
Se le llama neumática a la técnica que trata el aprovechamiento de las propiedades del aire 
comprimido. 
Para ser comprimido, el aire se obtiene directamente de la atmosfera. Al efectuar su trabajo es 
liberado a la misma. 
El aire está compuesto mayoritariamente por nitrógeno, como se ve en la figura. 2.7. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 17 
Propiedades del aire comprimido: 
 Fluidez: no ofrecen ningún tipo de resistencia al desplazamiento. 
 Compresibilidad: un gas se puede comprimir en un recipiente cerrado aumentando la 
presión. 
 Elasticidad: la presión ejercida en un gas se transmite con igual intensidad en todas las 
direcciones ocupando todo el volumen que lo engloba. 
El aire se caracteriza por su baja cohesión, lo que significa que las fuerzas entre las moléculas del 
aire son mínimas, al menos considerando las condiciones usuales de funcionamiento de sistemas 
neumáticos. 
El aire comprimido es una fuente de energía disponible para efectuar un trabajo y como tal ofrece 
ventajas y desventajas. 
Ventajas: 
o El aire como materia prima, es abundante y gratuito y no existe límite alguno en su 
utilización. 
o Puede almacenarse fácilmente en depósito o acumuladores y se transporta con facilidad a 
través de canalizaciones o tuberías a presión sin que suponga ningún peligro para los 
operarios 
o Es poco sensible a las variaciones de temperatura. 
o No es flamable. 
o Es un elemento poco contaminante y en casos de avería fuga o escape esta se detecta con 
facilidad sin posibilidad de que afecte a los componentes de su alrededor ni al producto 
manipulado. 
o Permite velocidades de respuesta muy altas 
o La velocidad y fuerza que se ejercen con sus elementos son fácilmente regulables de una 
manera continua y sencilla. 
o Pueden soportar sobrecargas, sin que esto suponga un riesgo adicional en el deterioro 
neumático del elemento. 
 
 
 
 
 
 18 
Desventajas: 
o Para trabajar con el aire es necesario comprimirlo para poder aprovechar posteriormente 
su expansión. Por tanto, aunque la materia prima sea gratuita, la energía que se tiene que 
utilizar para su comprensión inicial y preparación posterior supone un valor. 
o Debe ser tratado antes desde su utilización se intenta secar o eliminar su humedad y en 
ocasiones, incluso lubricar. 
o Para conseguir grandes esfuerzos tendríamos que utilizar elementos voluminosos. 
o Escapes de aire comprimido, pueden ir asociados a emulsiones de aceite lo que se considera 
como una agresión al medio ambiente. Y se puede dar la contaminación acústica si no 
existen filtros en la salida de las vías de escape de las válvulas. 
Las unidades de presión para el trabajo son: 
+ 1 bar = 100000 N/m2 (Newton por metro cuadrado). 
+ 1 bar = 10 N/cm2 
+ 1000 mbar = 1 bar 
+ El sistema de medidas anglosajón utiliza los libras por pulgada cuadrada (psi) 
 1 psi = 68.95mbar 
 14.5 psi = 1bar 
Neumático = 32 psi (2.2 bar) Globo = 0.75 psi (50 mbar) Fábrica =100 psi (7 bar) 
 
La generación de la fuerza que mueve a un sistema neumático se origina en compresores que 
pueden ser clasificados dependiendo de donde se apliquen y cuanta presión puedan generar (figura 
2.8). Hablando particularmente de la planta dos de manufacturas Kaltex, en el área de calderas 
están localizados los compresores de tornillo que suministran aire comprimido a la planta para 
realizar diversas actividades como limpieza de motores o piezas eléctricas. 
 
 
 
 
 
 
 19 
Figura 2 8. Clasificación de compresores. 
Figura 2 9. Generación de aire comprimido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
En la figura 2.9 se pueden diferenciar los componentes que generalmente existen en un sistema 
neumático. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
De la figura 2.9. Tenemos el compresor, cuya función es análoga a la del corazón en una persona, 
proporciona la fuerza al aire para moverse a lo largo del sistema hasta llegar al elemento de trabajo. 
 
 
 
 20 
Los sistemas de medición en el sistema son de gran importancia, ya que así se tiene un control de la 
presión con la que se está trabajando, y es más fácil identificar fugas por caídas de presión. 
Las válvulas de seguridad aportan soporte al sistema; cuando hay una sobrecarga, liberan la presión 
para no dañar a compresor principalmente. Siendo estos los elementos que no pueden faltar en 
cualquier sistema neumático, así como el depósito de aire, la unidad de mantenimiento, las válvulas 
de paso, las válvulas distribuidoras, entre otros elementos. 
Para este sistema, los componentes sobresalientes son las válvulas, actuadores y elementos d 
trabajo. 
Las válvulas según su función se subdividen en: 
- Válvulas de vías o distribuidoras. 
 Válvulas de caudal. Las válvulas de caudal o flujo, varían la cantidad de aire comprimido que pasa a 
través de ellas, lo que implica influir directamente en la velocidad de actuación de un cilindro o en 
la rapidez con la que se realiza una secuencia de movimientos. 
- Válvulas de bloqueo. 
Las válvulas de bloqueo cortan el caudal en un sentido y lo liberan en el sentido opuesto. Se puede 
elegir entre válvulas anti retorno, válvulas anti retorno con desbloqueo, válvulas de pre llenado y 
válvulas anti rotura de tubería. 
- Válvulas de cierre. 
Es el tipo de válvula que como elemento mecánico se emplea para regular, permitir o impedir el 
paso de un fluido a través de una instalación industrial o máquina de cualquier tipo. 
- Válvulas de presión. 
Dentro de estas se encuentran las que proporcionan simplemente un escape para la presión que 
excede un ajuste de presión del sistema, otras reducen la presión a un sistema o subsistema de 
menor presión y algunas mantienen la presión un sistema dentro de una gama requerida. 
Las válvulas que tienen mando eléctrico son denominadas electroválvulas. 
Cuando se requiere seleccionar una válvula, se toma en cuenta la siguiente sub-clasificación: 
Estilo, Gama, Principio de diseño, Tipo de mando, Función, Tamaño, Aplicación. Para todas ellas, la 
función principal es proporcional caudal de aire. 
https://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula
https://es.wikipedia.org/wiki/Fluido
https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina
 
 
 
 21 
Figura 2 10. Mandos para válvulas. 
Figura 2 11. Vías de una electroválvula. 
El estilo refleja la estética de la gama de válvulas asemejándola al principio de diseño. 
La gama hace referencia al montaje de la válvula, por ejemplo sub-base, bloque manifold, en línea 
e isla de válvulas. 
El diseño hace referencia al principio de operación bajo el cual se ha diseñado la válvula, por 
ejemplo, válvulas de corredera, válvulas de asiento plano (poppel) o válvulas de asiento giratorio 
(plate). 
Un mando es el mecanismo que causa el cambio de la válvula. Se clasifican en manuales, mecánicos 
y eléctricos, estos se muestran en la figura 2.10. 
 
 
 
 
 
 
 
La función es la variedad de posiciones de la válvula. 
El primer número es el número de vías (puertos) principales: entradas, salidas y descargas. Se 
excluyen señales de pilotaje y alimentaciones externas. El N° de orificios que tengan funciones 
específicas practicadas en la propia válvula con el fin de permitir el desvió del aire en una dirección 
u otra como se ve en la figura 2.11. 
 
 
. 
 
 
 
 
 
 22 
Figura 2 12. Posiciones de una electroválvula. 
Figura 2 13. Válvulas 2/3, 3/2, 4/2, 5/2, 
3/3, 4/3 y 5/3. 
 
 
 
 
 
 
El segundo valor es el número de posiciones (estados), figura 2.12. 
Existen diversas combinaciones según la fuerza que se maneje en el sistema como lo explica la figura 
2.13. Una válvula 3/2 tiene tres víasy dos posiciones, en reposo y actuada. 
 
 
 
 
 
 
. 
 
 Válvula de 2 vías: 
Un orificio de entrada y otro de salida. 
Función de llave respecto de la tubería que la atraviesa. 
 Válvulas de 3 vías: 
 Un tercer orificio para la descarga de aire. 
La válvula pone alternativamente en comunicación la utilización con la entrada o con la descarga 
según las condiciones de accionamiento. 
 
 
 
 
 23 
Figura 2 14. Circulación del aire en una electroválvula. 
Figura 2 15. Tamaño de conexiones. 
 Válvula de 5 vías (4 vías): 
1 orificio de entrada 
2 para la utilización 
2 para la descarga 
 
El funcionamiento se representa esquemáticamente en el interior de las casillas. Las líneas 
representan tubería o conductos. La circulación del fluido se representa por flechas cuya punta 
indica el sentido de la circulación (figura 2.14). Las posiciones de cierre se representan por líneas 
transversales. 
 
 
 
 
 
 
El tamaño hace referencia a la conexión. 
La progresión de puertos es: M5, R1/8, R1/4, R3/8, R1/2, R3/4, R1 (figura 2.15). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 24 
Figura 2 16. Electroválvula 3/2. 
Según la función de la válvula tendrá una aplicación u otra. Algunos ejemplos de válvulas con 
funciones específicas son la válvula de escape rápido, la de arranque progresivo/descarga y la de 
monitorización. 
Otros funcionan con electroimanes, que se emplean para el accionamiento de válvulas cuando la 
señal de mando proviene de un elemento eléctrico, tales como finales de carrera, pulsadores, 
temporizadores, presostatos o programadores eléctricos. Sobre todo cuando las distancias de 
mando sean grandes. 
En la figura 2.16. Se ejemplifica el funcionamiento de una válvula con electroimanes. Sin excitación 
en la bobina magnética, el núcleo se cierra, por efecto del muelle, la conexión P, y A está purgado 
por R. 
El solenoide atrae la armadura hacia su interior, cerrando R y comunica P con A. La válvula no está 
libre de interferencias. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Otro elemento importante son los actuadores. 
Un actuador es un dispositivo inherente mecánico cuya función es proporcionar fuerza para mover 
o “actuar” otro dispositivo mecánico. La fuerza que provoca al actuador proviene de tres posibles 
fuentes: presión neumática, presión hidráulica, y fuerza motriz eléctrica (motor eléctrico o 
solenoide. Dependiendo del origen de la fuerza, el actuador se denomina “neumático”, “hidráulico” 
o “eléctrico”. (Tabla 2.1). 
 
 
 
 
 25 
Tabla 2 1. Clasificación de actuadores. 
Figura 2 17. Actuador neumático de piñón y cremallera. 
 
 
 
 
 
 
 
Actuador de cremallera y piñón. 
En este tipo de actuador, los émbolos de los cilindros están unidos por una cremallera común. Una 
rueda dentada engrana en ambas cremalleras. Al introducir aire comprimido en una cámara el 
émbolo se desplaza y la fuerza es trasmitida por la cremallera a la rueda dentada. Al introducirse 
aire comprimido en la cámara de enfrente la rueda gira en la otra dirección (figura 2.17). 
La utilización de la segunda unidad supone un par de giro doble. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.3 Automatización 
 
El concepto suele utilizarse en el ámbito de la industria con referencia al sistema que permite que 
una maquina desarrolle ciertos procesos o realice tareas sin intervención del ser humano. La 
automatización permite ahorrar tiempo y, muchas veces, dinero. 
 
 
 
 26 
Figura 2 18. Elementos de un sistema neumático. 
A medida que avanzamos en el tiempo y desarrollamos más tecnologías, muchas de ellas son 
aplicadas en parte a la automatización industrial. Mecánica, electricidad, electrónica, sistemas, 
neumática, hidráulica, instrumentación, han ayudado a mejorar la productividad y eficiencia de los 
procesos 
La técnica de automatizar procesos industriales en conjunto con la neumática y electro neumático 
no es desconocida desde hace muchos años. En plantas industriales de todo el mundo se usan 
sistemas de control electro neumáticos para controlar el funcionamiento de equipos de fabricación, 
líneas de ensamblaje y máquinas de envasado. El progreso logrado en relación con los materiales, 
el diseño de los equipos de fabricación, han redundado en componentes neumáticos de mayor 
calidad y variedad, por lo que su utilización está muy difundida en la actualidad. 
En la actualidad, la robótica y la informática han permitido incrementar el alcance de la 
automatización. En innumerables sectores industriales se utilizan máquinas que permiten la 
automatización de procesos. Entre las ventajas que ofrece el automatizar uno o varios procesos es 
el ahorro de tiempo, favoreciendo en la precisión de las áreas. El aspecto negativo, al menos en el 
plano social, las máquinas que realizan estos trabajos llegan a reemplazar a personas que, de este 
modo, pierden el empleo. 
Para que un sistema automático ejecute las actividades correspondientes, debe de tener elementos 
que trabaje en conjunto (figura 2.18) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://automatizacionindustrial.wordpress.com/2011/02/09/queeslaautomatizacionindustrial/
http://definicion.de/informatica
 
 
 
 27 
Acciones. Es la actuación sobre el medio o proceso, suelen ser acciones humanas susceptibles de 
ser sustituidas por acciones mecánicas realizadas por los órganos de trabajo. 
Fuente de energía. Las operaciones y movimientos de los sistemas automáticos suponen un gasto 
energético que ha de ser aportado por un medio externo. 
Órganos de mando/control. Representa el sistema que decide cuando realizar las acciones, que 
acciones realizar, y en su caso, el valor que han de tener algunos de los parámetros que definen una 
acción o tarea. 
Órganos sensoriales. Su misión es captar o medir valores o magnitudes durante la realización del 
proceso. Estos órganos proporcionan información a los órganos de mando para que estos puedan 
decidir. 
Sistemas para la automatización. 
 Sistemas de automatización mecánica. 
 Mecanismos habituales: engranajes, correas de transmisión, palancas, entre otros. 
Ejemplos: toros, fresadoras, relojes mecánicos. 
 Sistemas de automatización neumática. 
Mecanismos habituales: compresores, electroválvulas, émbolos, entre otros. 
Ejemplos: frenos de ferrocarriles, máquinas de disparo neumático. 
 Sistemas de automatización hidráulica. 
Presenta características similares a los mecanismos neumáticos, solo que el mando hidráulico tiene 
un tiempo de respuesta inferior al mando neumático. 
Ejemplos: dirección de automóvil, prensas hidráulicas. 
 Automatización eléctrica y electrónica. 
Es la más extendida en la actualidad, los sistemas de actuación eléctrica son muy conocidos, 
motores, actuadores electromagnéticos, etc. El mando eléctrico suele implantarse mediante relés. 
El mando electrónico puede ser implementado mediante componentes electrónicos discretos 
digitales o mediante sistemas de lógica programable. 
 
 
 
 28 
Figura 3 1. Pad Steam 1. 
Figura 3 3. Pad Steam 2. 
Figura 3 2. Pad Steam 3. 
Capítulo 3 Procedimiento y 
descripción de las actividades realizadas. 
 
o Evaluación de condiciones actuales del sistema de suministro de agua. 
Reconocer y verificar los gastos que existen en cada línea de suministro de agua. 
Debido a la gran dimensión de la planta y de las máquinas que ahí se encuentran, la red de tuberías 
de agua es extensa. Las máquinas cuentan con válvulas accionadas manualmente, al momento de 
detener la máquina, los oficiales de cada una de ellas tienden a olvidar cerrar dichas válvulas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 29 
Figura 3 4. Mercerizadora.Figura 3 5. Tren Continuo 1. 
Figura 3 6. Tren continuo 2. 
Figura 3 7. Tren continuo 3. 
Figura 3 8. Tren Continuo 4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 30 
Tabla 3 1. Registro de gasto de agua. 
En las figuras anteriores se muestran las tuberías principales de las respectivas máquinas. 
Comparando las horas de paro por cada mes y el gasto de cada máquina según su proceso se llegó 
a la conclusión en enfocarse en ocho maquinas en particular: cuatro trenes continuos, la 
mercerizadora y los tres pad steam’s. Estas máquinas tienen la característica principal de presentar 
mayor tiempo muerto y de tener el suministro de agua como una variable dependiente para el 
proceso. 
Para calcular un aproximado del consumo de agua durante horas de paro de máquina en un mes se 
consultaron las especificaciones en los catálogos de dichas máquinas, además de calcular un 
aproximado en tiempo real. Los datos obtenidos muestran que actualmente se desperdicia en 
promedio 28 metros cúbicos de agua por tren, cada hora. En mercerizadora 17 metros cúbicos por 
hora y en pad steam un promedio de 15 metros cúbicos por hora de paro. 
En la tabla 3.1. Se muestran con más detalles la comparación de horas de paro, gasto de agua y el 
costo de ese gasto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Al comparar el registro de paros de máquina por mes, se encontró similitud en algunos, eligiendo el 
mes de noviembre como referencia por ser de los últimos con las mismas características. 
 
 
 
 
 
 
 
 31 
o Análisis de instalaciones actuales para definir ubicación de válvulas. 
Observar y revisar las instalaciones de suministro de agua involucradas en el proceso 
para identificar los lugares estratégicos para instalar las válvulas automatizadas. 
Para que la instalación de las válvulas fuera viable se requería la ubicación que garantizara el 
abastecimiento total de la máquina. 
 La mejor ubicación para la colocación de las válvulas es la entrada del suministro de agua para cada 
una de las maquinas mencionadas anteriormente. O lo que es lo mismo, de la toma principal de 
cada máquina. 
Revisando las líneas de tuberías se notó que para la ubicación óptima principalmente en los pad 
steam´s sería poco accesible. En el pad steam 1 y el 2 la tubería de entrada de agua se encuentra 
debajo del nivel del suelo. En el pad steam 3, la línea de entrada de agua a la maquina está a gran 
altura por lo tanto las herramientas de corte y soldadura serian difíciles de maniobrar. 
En cuanto a la mercerizadora, la tubería pasa sobre la máquina, el momento ideal para colocar la 
válvula seria en un paro de máquina por mantenimiento preventivo. 
 
o Selección de válvulas. 
Identificar las válvulas requeridas para la automatización del suministro de agua. 
Entre la diversa gama de válvulas y actuadores que ofrece el mercado de la automatización, se 
eligieron las que se ajustaron a las necesidades de la empresa, tanto de aplicación como 
económicas, se eligieron las válvulas de bola con actuador integrado (actuador neumático de piñón 
y cremallera de simple efecto), y una electroválvula 3/2. 
La válvula de bola se eligió por poseer las siguientes características. 
 Actuación de un cuarto de vuelta. 
 Acero inoxidable 
 Amplia selección de materiales de los asientos 
 Variedad de conexiones finales y tamaños desde 6 a 25 mm y desde 1/8 a 2 pul 
 Actuadores neumáticos y eléctrico. (En este proyecto se utilizara el neumático). 
 
 
 
 32 
Figura 3 9. Características principales para actuadores neumáticos. 
Ya que la presión con la que el agua pasa por las tuberías es de 4 a 6 kg/cm2 se buscó una válvula 
que comprendiera un rango de presión con la cual darle margen por si esta aumentaba. Este criterio 
también influyo en la elección de la electroválvula. 
Para el Tren Continuo 1, 2, 4, Pad Steam 1 y 3, serán válvulas de 4”. 
Marca: Worcester y Modelo: 444T 
Para la Mercerizadora, una válvula de 2”, de la misma marca, pero modelo: 466T. 
Para el Tren Continuo 3 será de 2 1/2, modelo 446T. 
Y para el Pad Steam 2, una de 3”, modelo 446T. 
Para seleccionar el actuador se revisaron las temperaturas a las que pueden trabajar, como se 
mencionó antes, las maquinas generan mucho calor, en determinadas secciones la temperatura se 
eleva a 120°. También se tomó en cuenta el rango de movimiento y el rango de torque (figura. 3.9). 
Teniendo en cuenta la presión neumática manejada en calderas, se eligió el actuador de piñón y 
cremallera por tener un rango de torque que respaldara al sistema por si aumentara la presión de 
trabajo más adelante y el giro que tiene que provocar en la válvula de bola. 
 
 
 
 
 
 
 
Otras variables que intervinieron en la selección de este tipo de actuador es que es seguro de 
desmontar para el mantenimiento de rutina. El actuador de marca CH – AIR, para las válvulas de 4” 
y 3”, el modelo será 145-F10; para la de 2” y 2 1/2, 100-F7. 
 Para ver características de dimensiones, ir a anexo III. 
 
 
 
 33 
Figura 3 10. Ejemplo de válvula de 3/2 vías. 
Para seleccionar la electroválvula, se buscaron las referencias del modelo en el catálogo de 
“Norgren”. Ya que la empresa contaba con elementos en existencia en almacén, se buscó la que le 
convenía al sistema. 
 
 
 
 
 
 
 
En la figura 3.10 se muestra el perfil de una electroválvula monoestable. Siendo esta la mejor 
elección por su capacidad de flujo, y material. 
La empresa Norgren tiene una sección en su catálogo donde se puede ir seleccionando el modelo 
de acuerdo con las características que el usuario vaya a trabajar, ver anexo I. 
El modelo de la electroválvula es V6B413A – EXXDAA, de ¼ NPT. El rango de caudal esta entre 1300 
y 1500 L/min. 
 
o Elaboración de requisiciones para compras de los materiales del proyecto. 
Cotización de las piezas en base a las especificaciones requeridas y adquisición del 
material correspondiente. 
Teniendo la relación y cantidad de materiales se presentó al personal autorizados para realizar las 
requisiciones, estas se elaboran en el sistema del grupo Kaltex. 
Los materiales que se requerían para el proyecto están descritos en la tabla 3.2. 
La cotización se pidió a las siguientes compañías: 
- Controles y válvulas (electroválvulas) 
- Tuvace de México S.A. de C.V. (bridas y válvulas) 
 
 
 
 
 
 34 
Tabla 3 2. Cotización de materiales. 
Figura 3 11. Sistemas de medición de la presión neumática. 
 
 
 
 
 
 
 
Se esperó tres semanas para ser autorizada por los delegados de compras y el jefe de 
mantenimiento encargado de la planta dos, y una semana más para que el material llegara a las 
instalaciones. 
 
o Instalación de las válvulas seleccionadas. 
Montaje de las válvulas. 
Las características bases del sistema: 
La presión de la tubería de agua tiene una variación mínima alrededor de psi. 
La presión neumática del sistema es de 142 psi aproximadamente 10 bares. (Figura 3.11). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 35 
Figura 3 12. Válvula de vapor del tren 1. 
Las bridas que se solicitaron son de acero al carbón que soportan 150 lbs, igual que las válvulas. Y 
son slip – on para soldarlas en la tubería o roscarlas. 
Se solicitó el EPP adecuado para los soldadores así como la herramienta necesaria para colocar el 
material solicitado donde correspondía. 
Se midió la longitud de las válvulas para ajustarlas a sus respectivas tuberías, estas fueron cortadas 
para luego soldarles las bridas. Debido al alto riesgo que se presentaba por el trabajo en altura y la 
herramienta flamable fue imposible el uso de cámaras fotográficas o celulares. El corte se realizó 
con una cortadora de disco y la Soldadura que se aplico fue 7018. 
El actuador integrado de las válvulas estaba NA (normalmente abierto), se requerían NC 
(normalmente cerrado). Se tuvo que cambiar el giro del piñón.Se desarmo el actuador para cambiar 
de posición al embolo. 
Para el tren 1 y 2 como ya se ha mencionado, se instaló una electroválvula servo pilotada y una 
pilotada, esto se hizo para optimizar la entrada de vapor a la sección correspondiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 36 
Figura 3 13. Válvula y actuador del tren 1. 
Figura 3 14. Válvula y actuador del tren continuo 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 37 
Figura 3 15. Válvula y actuador de la 
mercerizadora. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 16. Válvula y actuador del tren continuo 3. 
 
 
 
 38 
Figura 3 17. Válvula y actuador del Pad Steam 1. 
Figura 3 19. Válvula y actuador del 
Pad Steam 3. 
Figura 3 18. Válvula y actuador del Pad Steam 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 39 
Figura 3 20. Ejemplo del selector para 
manipular el sistema. 
Figura 3 21. Conexión del selector en el tablero particular de la 
máquina. 
La mano de obra por el montaje de válvulas de control para líneas de agua servicio a maquinas 
(tren 1 al 4, mercerizadora y pad steam 1 al 3) incluyo habilitación, montaje y soldadura con un 
costo total de $40,355.56 
Para no dejar afuera al oficial de máquina, se instaló un selector en el control de mando particular 
(figura 3.20), así podrá elegir cuando ponerlo en modo manual o automático, dependiendo la 
necesidad que tenga que cubrir. Esta conexión se llevó directamente al panel de control general de 
la máquina (figura 3.22). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 40 
Figura 3 22. Conexiones al tablero general de control de la 
máquina. 
Figura 3 23. Ejemplo de tablero de control general 
de la máquina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 41 
Figura 3 24. Esquema del funcionamiento del sistema neumático en las 
maquinas. 
o Diseño de la automatización del sistema del suministro de agua. 
Diseñar el sistema automatizado con el que contara la instalación del suministro de agua. 
Instalando un selector en el panel de control del oficial de maquina se manipulara el sistema 
conforme a las necesidades que se presenten. En un paro de máquina, ya sea por manteamiento o 
para regular los tiempos entre los procesos. 
Alimentando la electroválvula con aire comprimido y el solenoide, para luego enviar el aire al 
actuado, en el cual impulsa al piñón, para hacer girar la válvula un cuarto de vuelta ya sea para abrir 
o cerrar el paso de agua. 
Usando como herramienta el programa Automation Studio podemos simular el principio neumático 
con el que se suministrara el agua a las máquinas de proceso. 
En la figura 3.24. Ejemplifica la operación de la válvula en la máquina. Pb1 representa el selector en 
modo automático, Pb2 es el paro de máquina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
En la figura anterior tenemos una electroválvula de 3/2 vías, y un pistón de simple efecto con resorte 
que representa la válvula de bola. Al alimentar la válvula neumáticamente, en este caso con una 
 
 
 
 42 
Figura 3 25. Modo automático desactivado. 
Figura 3 26. Simulación de las válvulas. 
 
presión de 5 kPa, se mueve el pistón hacia afuera representando el giro de 45° de la válvula de bola 
(figura 3.26). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La válvula de bola se mantendrá abierta mientras que la maquina se encuentre trabajando. 
 
 
 
 
 
 
 Figura 3 27. Simulación del paro de máquina. 
 
 
 
 43 
Figura 3 28. Conexión eléctrica del tren continuo 1. 
En la figura 3.27. Se representa el caso de que hubiera paro de maquina por cualquier causa, el 
solenoide se des-energiza, la electroválvula se abre y la válvula de bola se cierra. 
En el caso del tren 1 y 2 las conexiones eléctricas están divididas en tres secciones, así como el tren 
mismo; en cada sección hay tinas de lavado que necesitan ser llenadas antes de un arranque de 
maquina o vaciadas en determinado tiempo según los tramos de tela con los que se trabaje. 
En los mismos trenes se necesitó conectar una electroválvula pilotada para la entrada de vapor a la 
sección de tinas de lavado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Se necesitó instalar una línea directa para manipular manualmente y automáticamente. 
El diagrama eléctrico está representado en la figura 3.28, se puede observar la conexión eléctrica 
de la maquina al panel de control general y la nueva conexión para que funcione con las dos 
opciones posibles. 
En el tablero de control principal de las maquinas se agregaron relés para las nuevas conexiones. 
Del selector que se instaló en el tablero del oficial, se llevaron los cables al tablero principal, llegando 
a las clemas para luego ubicarlas en su respectivo relé. Por ejemplo el relé K14 es del que depende 
el arranque de la máquina, así que el sistema puede activar manualmente cada una de las secciones 
 
 
 
 44 
Figura 3 29. Relé AO11 K3. 
Figura 3 30. Conexión de válvulas para el tren 1 y 2. 
de la maquina (en caso del tren 1 y 2) aun sin que la maquina esté funcionando. Cuando la maquina 
esta en uso, el selector se pone en automático para mantener el nivel óptimo de las tinas y realizar 
las otras actividades relacionadas con el proceso. 
Si se observa la figura 3.28 se ubica el relé 1011 K3 el cual se agregó al tablero principal (figura 3.29). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
En la figura 3.30, la electroválvula principal está representada por el solenoide (S1) que es la del 
suministro de agua, mientras que la válvula para la entrada de vapor es la que recibe la señal de S1. 
 
 
 
 45 
Figura 3 31. Modo automático desactivado. 
Figura 3 32. Simulación del funcionamiento de 
las electroválvulas. 
Así tenemos que la válvula de control de vapor no abrirá hasta que la válvula de agua se encuentre 
en función y esto solo ocurrirá cuando la maquina se esté ocupando. Así se asegura menos 
desperdicio de vapor y agua, como el trabajo extra que se requeriría el suministrarlo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 46 
Figura 3 33. Sistema sin alimentación eléctrica. 
Al abrir la válvula de agua, la válvula de vapor recibe la señal para entrar en funcionamiento (figura 
3.32). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cuando la maquina no está en funcionamiento, las válvulas se abren dejando salir el aire 
comprimido, y las válvulas de paso se cierran (figura 3.33). 
 
o Enseguida se pondrá en marcha el sistema automatizado para verificar los 
resultados requeridos. 
Inmediatamente de la instalación de las válvulas se procede al arranque de máquina, empezando a 
llenar las tinas correspondientes según el proceso de cada una. Se selecciona el modo manual para 
realizar esta actividad. Teniendo las tinas al nivel requerido se vuelve al modo automático. Los 
oficiales arrancan la máquina y las válvulas se accionan automáticamente llegando a cumplir el 
objetivo propuesto del proyecto. 
 
 
 
 
 
 
 47 
Tabla 3 3. Consumo de agua y gastos económicos correspondientes al mes de noviembre. 
3.1 Resultados 
 
Después de poner en marcha al sistema de suministro de agua, se llevó a cabo la comparación de 
los datos que se utilizaron de base. 
En la tabla 3.3 se encuentran la información relevante para la proyección de gastos, los metros 
cúbicos de agua porhora de cada máquina y las horas de paro del mes de referencia. 
𝑄𝑔 =
𝑚3
ℎ
∗ ℎ𝑝𝑎𝑟𝑜 (a) Dónde: Qg es el gasto general y Qr el gasto real 
𝑄𝑟 = 𝑄𝑔 − 𝑄𝑔 ∗ 10% (b) 
En la ecuación (a) se multiplicaron los metros cúbicos de agua por hora que gasta la máquina, por 
las horas de paro en el mes. Obteniendo como resultado el gasto general de la máquina. Pero 
sabiendo que la medición del gasto pudo ser inexacta debido a factores externos, se toma como 
margen de error un -10% del gasto general, lo que describe la ecuación (b). 
El resultado anterior queda expresado en la columna donde se registran los metros de agua. 
Como en toda la región del país, el metro cubico de agua tiene un costo, y para las empresas no hay 
excepción, asi que para abastecer los metros de agua gastados en el mes de noviembre, se 
multiplico el costo del metro cubico por los metros de agua y asi se obtuvo el costo total de agua, 
anotado en color rojo. 
Agregando el costo de material particularmente y el costo de la instalación, tenemos el costo total 
de modificación de las ocho maquinas involucradas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 48 
Haciendo la comparación del costo de metro cubico y el costo total de modificación, obtenemos un 
retorno de inversión en menos de un mes, ya que el gasto de agua mensual era de $414 669.58, y 
se invirtieron $192, 774.00. 
Como se sabe, las instalaciones neumáticas no necesitan mantenimiento continuo, y las válvulas 
están garantizadas por el fabricante para una larga duración, teniendo la seguridad de que no habrá 
gastos económicos que modifiquen significativamente las ganancias para la empresa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 49 
 
Conclusión 
 
Al finalizar el proyecto de diseño de automatización del suministro de agua y ponerlo en marcha, 
vimos satisfactoriamente el resultado plasmado en el gasto económico de la empresa. 
No es una mejora donde se visualice con facilidad el cambio, ya que el desagüe de la maquina se 
encuentra en la parte inferior de las misma, haciendo difícil notar que ya no se desperdicia el agua. 
El tiempo que ahorran los oficiales si se percibe; el manejo de las válvulas es más fácil que aun si el 
que lo manipula es de recién ingreso no necesita más que ver el tablero. 
Aunque se tuvieron retardos con las cotizaciones, se logró compensar ese tiempo. Quedando el 
proyecto en funcionamiento. 
Se recomienda implementar sistemas de recirculación de agua en procesos que contienen mayor 
cantidad de químicos para seguir con la tendencia de ahorrar los productos básicos de los procesos, 
como el agua y la sosa, además de tiempo y dinero. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 50 
Referencias y bibliografía 
 
Diego, López. (2015) Automatización industrial. Extraído el día 5 de junio del 
2016 desde http://www.uhu.es/diego.lopez/AI/auto_trans-tema1.pdf. 
 
Majumdar, S.R. (1997) Sistemas Neumáticos; Principios y Mantenimiento. 
McGraw Hill 
 
Guillen Salvador, A. (1998) Introducción a la Neumática. Barcelona. Marcombo 
Bouxiareu Editores. 
 
Croser, P. (1992) Introducción a la técnica neumática de mando, Manual de 
Estudio. Esslingen. Festo Didactic. 
 
Rouff, C; Waller, H. (1995) Electro neumática; nivel básico, Manual de trabajo. 
Festo Didactic. 
 
Millán, S. (1995) Automatizacion Neumática y Electro neumática. Alfa-
Omega/Marcombo. 
 
Deppert, W; Stoll, K. (1997) Aplicaciones de Neumática. Marcombo. 
 
 
 
 51 
ANEXO I 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 52 
Anexo II 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 53 
 
 
 
 
 
 
 
 54 
Anexo III