Capacitación y formación en la ingeniería térmica, donde se encuentran los fundamentos para diseñar, instalar y operar los sistemas de climatización.
Por Ing. Camilo Botero*
Cuando dicto alguna materia relativa a la ingeniería térmica, bien sea en una universidad, gremio, empresa, o a un(os) alumno(os) de manera personalizada, acostumbro a ubicarlos en el nivel de complejidad conceptual, en el cual ubicaré mi discurso académico:
Nivel I: Es el paraíso de la “chambonería” (en el cual por supuesto nunca estoy), que consiste en utilizar cálculos muy primarios, que casi siempre conducen a errores en las instalaciones de climatización y para ilustrar el tema, imaginémonos al “chambón” de turno, midiendo un área con pasos y dice: son 10x10 = 100 m2 y de mi “experiencia” 20 m2/TR es lo apropiado aquí; por tanto coloquemos 5 TR, ¡¡¡qué con eso va!!!
Nivel II: Como en general, los cálculos teóricos de cálculo de carga térmica y lo relativo a termofluidos (aire, agua, refrigerantes, hidrocarburos etc) son complejos, las empresas de tradición en la climatización tienen sus instituciones educativas y excelente material didáctico, para que sus clientes y usuarios puedan diseñar, instalar, operar y mantener los sistemas donde están sus equipos.
Estas ecuaciones suelen ser de tipo lineal, unidimensional y en estado estacionario. Se apoyan con excelentes software, basado en ecuaciones de este nivel que son usados con demasiada frecuencia de manera incorrecta, por desconocer los complejos principios detrás de los fenómenos físicos que acompañan estos procesos.
Nivel III: Para este caso ya es necesario un conocimiento de ecuaciones diferenciales unidimensionales en estado transitorio, es decir en función del tiempo. Sirve para analizar procesos de enfriamiento y/o calentamiento de productos en tanques, por ejemplo, y para encontrar la constante de tiempo de los sistemas para evaluar su capacidad frente a la carga que atienden. Con frecuencia en mi trabajo de Ingeniero Consultor,} estoy utilizando estas ecuaciones; su enseñanza es propia de las universidades en las facultades de Ingeniería Mecánica.
Nivel IV: Ecuaciones diferenciales en 3 dimensiones y en estado transitorio, lo cual le compete a las universidades, principalmente en sus programas de maestría y doctorado. Aun cuando permiten que el estudiante profundice en los principios y fundamentos de la transferencia de calor y los termofluidos, no lo encuentro práctico para el ejercicio de la profesión en el día a día de los proyectos, pero eso no lo exime de entender en profundidad los principios fundamentales, lo cual encuentro que no es el caso en la mayoría de los proyectos.
Vengo predicando que debemos llevar la Capacitación y Formación de nuestros ingenieros hacia el Nivel III, pues se avecinan cambios extraordinarios tecnológicamente hablando, y desde ya debemos analizar cómo será nuestro ejercicio profesional en la cuarta generación de la conversión de la energía, teniendo a la inteligencia artificial como factor preponderantemente omnipresente.
Solo los más capacitados podrán acomodarse a este cambio y eso se logra a través de la formación permanente de nuestros profesionales en ciencia aplicada y tecnología. Los más preparados en temas como programación, elaboración de software, análisis de datos, fabricación en impresoras 3D, mecatrónica etc., mantendrán sus empleos y/o sus empresas. Todas aquellas tareas repetitivas serán reemplazadas por robots, solo las tareas que no son fácilmente definidas, permanecerán.
Como lo he comentado en artículos anteriores, en mi especialidad, que es la Ingeniería Térmica, siempre he estado orientado a la Capacitación en la cual ya cumplí 52 años, así como en mi ejercicio profesional. He dictado todas las materias de la rama térmica en diversas universidades nacionales e internacionales, así como múltiples conferencias sobre estos temas y más recientemente he estado dedicado en este rubro a los Diplomados de Climatización y diferentes cursos como Psicrometría Aplicada, Cálculos de Carga Térmica, Mecánica de los Fluidos, Commissioning (Aseguramiento de la Calidad) bajo el estándar 202 de ASHRAE, Estándar 55 de ASHRAE, sobre Confort Térmico de las personas, Cogeneración y Trigeneración, Distritos Térmicos etc. Estimo que unos 3500 ingenieros y técnicos han asistido a mis cursos formales y no formales.
Para ello propuse el ICAIRE, (Instituto Colombiano del Aire Acondicionado y la Refrigeración), que aún no se ha logrado consolidar y es indispensable pues se requiere formación teórico – práctica y laboratorios para docencia, investigación y evaluación de equipos a un mayor nivel del que se está impartiendo en el gremio. Actualmente inicié la Academia CBG, orientada a la capacitación personalizada, con el esquema de “on the job training” de lo cual la revista ACR tuvo la gentileza de presentarlo como noticia. Ha tenido buena aceptación esta propuesta de capacitación.
Las facultades de Ingeniería Mecánica deben reestructurar su currículum académico, incorporando más inteligencia artificial, pero sin olvidar lo fundamental de las leyes de la naturaleza, principalmente en nuestro caso las leyes de la termodinámica y muy especialmente el estudio profundo de la minimización de la generación de entropía, causante de la degeneración de la energía y orientarse hacia las energías alternativas a las de los hidrocarburos que tanto impacto tiene en el calentamiento global, ya varios países van hacia cero HC, principalmente lo países nórdicos en Europa.
Debemos estudiar la Ecuación de Hawking de la Entropía (Tomado del internet y del libro sobre su biografía), para entender cómo es el tema de la degradación de la energía, con el fin de tratar de optimizar su uso óptimamente eficiente.
Figura 1.
-'S' haría referencia a entropía (medida de la cantidad del caos).
- 'h' alude a la constante de Planck (expuesta por el alemán Max Planck).
- 'G' la constante de Newton o de la gravitación universal.
- 'A' al área del horizonte de eventos o punto de no retorno más allá del cual no se puede escapar de un agujero negro.
- 'C' velocidad de la luz.
- K' la constante de Boltzmann.
- *BH: son puestas en honor a las iniciales de los apellidos de sus dos inventores.
Paralelo con la modernización del pensum de Ingeniería Mecánica, además del título que le confiera la respectiva Universidad debidamente acreditada, debe haber un proceso de certificación como especialista en una o varias de las múltiples disciplinas de nuestro gremio, como lo hace ASHRAE; creo que a un instituto como el ICAIRE le competiría dar estas certificaciones.
La docencia en nuestro campo debe promover en los alumnos la búsqueda de su pasión, estimular su curiosidad y fomentar su perseverancia y se requiere adquirir tener una completa comprensión de los procesos psicrométricos, la mecánica de los fluidos, los diferentes mecanismos de transferencia de calor, el comportamiento de todo tipo de intercambiadores de calor, los equipos de ahorro energético y los balances de masa y energía, utilizando además de las ecuaciones unidimensionales en estado estacionario (Nivel II) y también modelos matemáticos que incorporen ecuaciones diferenciales para procesos transitorios (Nivel III) .
Muy importante poder hacer simulaciones para diferentes horas, climas y demandas parciales. Por supuesto se debe tener un profundo conocimiento de las estrategias de control, para que los especialistas de esta disciplina diseñen los controles apropiados.
* Camilo Botero es el actual Secretario de la Federación de Asociaciones Iberoamericanas del Aire Acondicionado y la Refrigeración - FAIAR; fue presidente de ACAIRE y es presidente de Camilo Botero Ingenieros Consultores Ltda. Se ha desempeñado como docente en varias universidades colombianas, gremios y actualmente en ACAIRE en cursos de diplomado de proyectos de aire acondicionado, eficiencia energética en aire acondicionado y refrigeración, cogeneración y trigeneración, psicometría aplicada, termodinámica, mecánica de fluídos, transferencia de calor y turbomaquinaria. ([email protected]).
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