Refrigeración industrial sobre medidas Viernes 07 de Septiembre de 2007 05:12

Un área especializada de la ingeniería

Cada sistema es diferente a los demás, opera bajo sus propias condiciones y responde a las necesidades concretas de una planta de producción. La selección y aplicación correcta de los componentes de una instalación frigorífica exigen un estudio técnico presentado por un especialista idóneo y con amplia experiencia.

Por: José Ignacio Melo*

La preparación del personal para el manejo, mantenimiento y operación de los equipos es otra característica de la refrigeración industrial.

Un sistema debe identificarse con las funciones específicas para las que está destinado, ya sea pre-enfriamiento, enfriamiento rápido, congelación, atemperación, maduración, secamiento, deshidratación u otras características.

Para un proyecto nuevo o el ensanche de una instalación frigorífica se requieren inversiones para adecuarse a las necesidades de producción, mejorar la eficiencia global de los procesos, reducir los gastos de energía o innovar la tecnología.

La adecuada aplicación y selección de los elementos de un sistema de refrigeración para una planta industrial particular es el resultado de la experiencia y buen criterio de los ingenieros a cargo del proyecto. Una instalación frigorífica debe producir la capacidad de refrigeración solicitada bajo las condiciones correctas de temperatura, humedad, velocidad de aire y calidad del mismo ajustado a las exigencias a los requisitos de producción.

Conveniencia técnica y económica
Son ampliamente conocidas las pérdidas de producto que ocurren durante los procesos de enfriamiento y congelación, las pérdidas por daños físicos, por deterioro o rotura de producto o las pérdidas por deshidratación. Ocurren en todo proceso pero que pueden minimizarse. Un diseño pobre eleva las perdidas a 3% o 4% de la producción, mientras que un diseño adecuado puede reducirlas a menos de 1%.

Las consideraciones económicas inciden sobre el tipo de sistema y equipo que se pueden presentar a consideración de un inversionista o del gerente financiero en la empresa. Quizás son las más importantes, en especial el análisis costo-beneficio de la inversión. Un inversionista puede buscar el menor costo inicial, la mejor forma de pago o el menor costo global incluida la operación y mantenimiento durante un período conveniente.

En aspectos energéticos las plantas deben proyectarse o reformarse con objetivos específicos, tendientes a reducir el consumo de energía y a incrementar la eficiencia total de la instalación. Dentro de esas metas de energía, hay un gran número de proyectos factibles como pueden ser:

• Reemplazar pequeños y medianos sistemas individuales por un sistema de amoníaco.
• Reemplazar viejos aislamientos de tuberías y cámaras refrigeradas por nuevos materiales de alto factor aislante y no  contaminantes.
• Transformar sistemas de simple compresión de bajas temperaturas por sistemas de doble etapa o en cascada.
• Cambiar viejos compresores, a pistón o tornillo obsoletos, para controlar el consumo de energía según las condiciones de operación en tiempo real.
• Adicionar economizador a los tornillos existentes, si se está al tope de su capacidad la mayor parte del tiempo. Instalar  enfriamiento de aceite por termosifón.
• Instalar sistemas de reciclamiento del aceite o refrigerante según el cado.
• Transformar la descongelación de evaporadores a usar gas caliente.
• Instalar control inteligente para operación automática del sistema.
• Muchas otras opciones a partir de las necesidades propias de su planta.

Cuándo un sistema satisface las demandas
Una empresa competitiva busca integrar en un proyecto planeado, estructurado y armónico el futuro de la organización. Una empresa de corto plazo piensa en términos de soluciones a la vista, va instalando cada equipo que la producción requiere o que se le ofrece a costo de oportunidad.

Un proyecto de frío industrial debe coordinar e integrar en un solo sistema tanto los equipos, de refrigeración y sus redes con el sistema de control y la producción de planta. Por tanto el ingeniero de diseño debe entender el producto, origen, magnitud y características y la interacción de los distintos factores de cargas, su asimilación y eliminación por el sistema de frío. Cada cuarto o proceso de la cadena de producción tiene características individuales.

El ingeniero de refrigeración industrial a cargo de un proyecto de cualquier dimensión buscará anticiparse con éxito a la realidad. Para lograrlo debe considerar los aspectos que se le presentan. Definir el problema como primer paso. Ser capaz de anticiparse al desempeño del sistema frente a las condiciones del clima o ambiente exterior y las condiciones de carga térmica de los procesos de planta. El sistema de frío deberá satisfacer las demandas máximas presentadas en cualquier momento y operar correctamente bajo toda condición de carga térmica parcial.

La información requerida debe incluir:

a.    Capacidad financiera de la empresa y objetivo de la inversión

b.    Información de la instalación   

• Objetivo o propósito del sistema 
• Ubicación     
• Planos de construcción y características de edificios

c.    Condiciones ambientales exteriores     

• Temperaturas de bulbo seco y húmedo   
• Humedad relativa     
• Velocidad y dirección de vientos     
• Exposición a cargas de sol
• Protección externa de las instalaciones

d.    Análisis de cargas de los productos y procesos

• Flujos de producción
• Condiciones de entrada y salida
• Velocidad de enfriamiento o congelación
• Empaque, almacenamiento y manejo.

e.    Otras cargas para el sistema de frío.     

• Regímenes de operación de maquinarias y equipos.
• Iluminación
• Operarios
• Otros

f.    Disponibilidades en planta para el sistema frigorífico.

• Energía eléctrica. Características de fuerzas y alumbrado.
• Agua Potable. Condiciones de dureza y concentración de sólidos.
• Redes de servicios de agua de condensación, aire comprimido, gas, etc.
• Espacios construidos o destinados para equipos y redes.

g.    Otros beneficios y fines buscados con la instalación.

Medio ambiente y seguridad
Se debe integrar completamente la instalación con su entorno y medio ambiente buscando una operación muy normal y humanizada, acatando regulaciones, normas y códigos en especial lo tocante al desecho de calor, líquidos y vapores hacia el ambiente y el efecto sonoro de los equipos que integran el sistema.

La consideración de los aspectos de control y seguridad para las personas es de la mayor importancia. La preparación del personal en el manejo, mantenimiento y operación de los equipos caracteriza la refrigeración industrial. El riesgo potencial crece, no solo por la instalación en sí misma, sino por el desconocimiento y poca preparación del personal.

Fases de un proyecto
Las etapas de realización de un proyecto comprenden:

a.    El diagnostico o formulación de requisitos
b.    Análisis de productos y procesos
c.    Diagrama de flujo de los procesos
d.    Cálculo de capacidades
e.    Diseño del sistema, especificaciones de equipos y materiales
f.    Contratos de suministro e instalación
g.    Montajes de redes, equipos y aislamientos
h.    Puesta en marcha, pruebas, ajustes
i.    Capacitación del personal a cargo de operación.

Con estos pasos se asegura una instalación frigorífica ajustada a las necesidades propias de cada uno de los proyectos que se proponga realizar.

*José Ignacio Melo es consultor en climatización y refrigeración industrial. Puede ser contactado en el correo joseimelo@gmail.com

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