1.10.1.1. SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES.
La XI Conferencia General de Pesas y Medidas (celebrada en París en 1960) acordaron un sistema universal, unificado y coherente de unidades de medida, basado en el sistema MKS (Metro-Kilogramo-Segundo). Este sistema se conoce como el Sistema Internacional (SI) y las siete unidades fundamentales se enumeran en la Tabla 7 los símbolos de la última columna son los mismos en todos los idiomas.
Se adoptaron y ampliaron los prefijos desarrollados para el sistema métrico. Estos prefijos, indicados en la Tabla 8, se emplean tanto con unidades fundamentales como derivadas.
MAGNITUD NOMBRE DE LA UNIDAD SÍMBOLO
Longitud Metro m
Masa Kilogramo Kg
Tiempo Segundo s
Intensidad de corriente Amperio A
Temperatura termodinámica Kelvin ºK
Cantidad de sustancia Mol Mol
Intensidad luminosa Candela cd
Tabla 7 Patrones De Siete Unidades Básicas o Fundamentales
Algunos ejemplos son: milímetro (mm), kilómetro/hora (km/h), megavatio (MW) o picofaradio (pF). Como no se emplean prefijos dobles y el nombre de la unidad fundamental ‘kilogramo’ ya contiene un prefijo, los prefijos no se emplean con esta unidad sino con gramo.
PREFIJO SÍMBOLO AUMENTO O DISMINUCIÓN DE LA UNIDAD
Exa E 1.000.000.000.000.000.000 (un trillón) Peta P 1.000.000.000.000.000 (mil billones) Tera T 1.000.000.000.000 (un billón)
Giga G 1.000.000.000 (mil millones, un millardo) Mega M 1.000.000 (un millón)
Kilo K 1.000 (un millar, mil) Hecto H 100 (un centenar, cien)
Deca Da 10 (una decena, diez) Deci D 0,1 (un décimo) Centi C 0,01 (un centésimo)
Mili m 0,001 (un milésimo) Micro µ 0,000001 (un millonésimo)
Nano N 0,000000001 (un milmillonésimo) Pico P 0,000000000001 (un billonésimo) Femto F 0,000000000000001(un milbillonésimo)
Tabla 8 Prefijos Utilizados En El S.I.
El empleo de algunas otras unidades de uso común se permite durante un tiempo limitado, sujeto a una revisión en el futuro. Entre estas unidades están la milla náutica, el nudo, el angstrom, la atmósfera, la hectárea y el bar.
En la Tabla 9 se muestran ejemplos de algunas unidades derivadas del SI, expresadas en unidades fundamentales.
MAGNITUD NOMBRE DE LA UNIDAD
DERIVADA SI
SÍMBOLO
Superficie Metro cuadrado m2
Volumen Metro cúbico m3
Velocidad Metro por segundo m/s
Aceleración metro por segundo al cuadrado m/s2
Densidad Kilogramo por metro cúbico Kg/m3
Densidad de corriente Amperio por metro cuadrado A/m2
Fuerza de campo magnético Amperio por metro A/m
Volumen específico metro cúbico por kilogramo m3/kg.
Luminancia Candela por metro cuadrado Cd/m2
1.10.1.2. PARÁMETROS BÁSICOS DE CONTROL. A) Presión.
En mecánica se define como la fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie. La presión suele medirse en atmósferas (atm) pero en el Sistema Internacional de Unidades (SI), la presión se expresa en newtons por metro cuadrado; el newton por metro cuadrado es un pascal (Pa).
La atmósfera se define como 101.325 Kpa y equivale a 760 mmHg en un barómetro convencional. Las unidades empleadas para medir la presión, dependiendo del sistema, pueden ser:
Kg/cm2 (kilogramo por centímetro cuadrado) mmHg (milímetros de mercurio)
Bar inH2O (pulgadas de agua)
Pa (pascales) lb/in2 (libras por pulgada cuadrada) Atm (atmósferas)
Tabla 10 Unidades Empleadas Para Medir La Presión
En las centrales termoeléctricas, dependiendo del sistema de medición que emplee el fabricante, será la presentación; ya sea el sistema internacional, el sistema británico de unidades o algunas unidades derivadas.
B) Nivel.
El nivel se define como la altura que alcanza un líquido dentro del recipiente que lo contiene. Generalmente, se expresa en porcentaje de la cantidad total almacenada.
Los instrumentos de medición más comunes son desde una regleta graduada hasta los más complejos del tipo de radiación de energía.
Las mirillas de nivel de tubo de cristal son económicas y pueden aplicarse en un gran número de fluidos. Consisten en un tubo de cristal de longitud apropiada para apreciar el nivel del recipiente en toda la gama requerida por el operador. Dada la fragilidad del tubo de cristal, este tipo de medidores tienen algunas desventajas, en la actualidad su uso se restringe solo a características específicas del nivel medido.
C) Temperatura.
La escala de temperaturas adoptada por la Conferencia de 1960 se basó en una temperatura fija, la del punto triple del agua.
El punto triple de una sustancia corresponde a la temperatura y presión a las que sus formas sólidas, líquidas y gaseosas están en equilibrio. Se asignó un valor de 273,16 °K a la temperatura del punto triple del agua, mientras que el punto de congelación del agua a
presión normal se tomó como 273,15 °K, que equivalen exactamente a 0°C en la escala Celsius de temperatura.
La escala Celsius, o centígrada, toma su nombre del astrónomo sueco del siglo XVIII Anders Celsius, quien toma como base la congelación y ebullición del agua.
D) Velocidad.
Es la variación de la posición de un cuerpo por unidad de tiempo. La velocidad es un vector, es decir, tiene magnitud, dirección y sentido.
La magnitud de la velocidad, conocida también como rapidez o celeridad, se suele expresar como distancia recorrida por unidad de tiempo (normalmente, una hora o un segundo); se expresa, por ejemplo, en kilómetros por hora o metros por segundo. Cuando la velocidad es uniforme constante se puede determinar sencillamente dividiendo la distancia recorrida entre el tiempo empleado. Cuando un objeto está acelerado, su vector velocidad cambia a lo largo del tiempo. La aceleración puede consistir en un cambio de dirección del vector velocidad, un cambio de su magnitud o ambas cosas.
E) Medidas eléctricas.
El flujo de carga, o intensidad de corriente, que recorre un cable conductor se mide por el número de coulombs que pasan en un segundo por una sección determinada del cable. Un coulomb por segundo equivale a 1 Amper, unidad de intensidad de corriente eléctrica llamada así en honor al físico francés André Marie Ampére.
1.10.1.3. NOMENCLATURA Y SIMBOLOGÍA DE DIAGRAMAS DE
PROCESOS.
La manera de representar instrumentos y equipos para su mejor interpretación, ha sido a través del tiempo por medio de símbolos los cuales en la actualidad ya han sido normados por asociaciones relacionadas con su uso, siendo de gran importancia para la elaboración de planos de todo tipo. En el contenido se explicarán algunos de estos, los cuales son más comunes en las centrales de generación de electricidad.
A) Simbología de equipos auxiliares.
Una vez que se haya estudiado esta información servirá de base para interpretar diagramas de proceso, diagramas de control y diagramas de tubería e instrumentación, todos utilizan la simbología que se muestra en la Tabla 11 y algunas otras variantes modernas o de distinto código.
B) Simbología de instrumentación y control.
La sociedad de instrumentistas de América (ISA) estandarizó un sistema de identificaciones y símbolos para la aplicación en la industria. Las identificaciones se utilizan para designar la instrumentación en trabajos escritos y se combinan con símbolos dibujados en diagramas y planos en general. Las identificaciones consisten en letras usadas en combinaciones, a las que se les aplicaran las siguientes reglas e instrucciones:
1. Las letras de identificación se escriben en todos los casos con mayúsculas.
2. La primera letra define la variable del proceso y tiene un solo significado.
3. La segunda letra y las siguientes definen el tipo de servicio del instrumento y cada letra tiene un solo significado.
En la mayoría de los casos es necesario agregar a la identificación general de un instrumento, un sistema numérico para establecer así su identificación específica. Si un sistema tiene más de un instrumento con la misma identificación funcional, se agrega una letra para diferenciarlos.
En la siguiente tabla 12 se muestra un ejemplo para la identificación de un controlador registrador de temperatura, TRC-2A. (Ver Apéndice)
Tabla 12 Identificación del TRC