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Sistema de agua de condensado para proyectos comerciales: caso práctico

Wed, 01 Nov 2023 20:05:45 -0600

Los proyectos comerciales a menudo presentan desafíos únicos. En este artículo exploraremos un caso práctico en donde se abordaron una variedad de retos y oportunidades a la hora de incorporar un sistema de agua de consensado dentro de un proyecto de tipo comercial.

¿Qué es un sistema de agua de condensado?

Es una parte fundamental en la gestión de climatización y refrigeración en edificios comerciales y residenciales, consiste en un sistema de enfriamiento que utiliza agua para eliminar el calor de un espacio, a menudo empleando torres de enfriamiento y bombas de agua para transferir el calor al ambiente.

Torre de enfriamiento Baltimore y bomba Armstrong Desing Envolvente

En un sistema de enfriamiento todo el conjunto de dispositivos y métodos son utilizados para mantener una temperatura baja en un espacio, mientras que un sistema de condensación es un componente específico de los sistemas de refrigeración y aire acondicionado que se encarga de liberar el calor absorbido por el refrigerante.

Caso práctico: principales desafíos y oportunidades

El escenario del proyecto era un centro comercial en la ciudad de Guatemala, que buscaba la certificación LEED (Liderazgo en Energía y Diseño Ambiental). Al incorporarse al proyecto, éste ya se encontraba en la fase 3, por lo que nuestros colaboradores estaban consientes que se debía de cumplir con ciertos criterios y estándares ambientales y de sostenibilidad en el diseño y la construcción del mismo para poder alcanzar este objetivo.

El proyecto constaba de seis niveles: sótano, planta baja, nivel 1, nivel 2, nivel 3 y una azotea, con un total de 105 locales comerciales que debían intervenirse en un principio.

La complejidad inherente al diseño y construcción de un centro comercial de esta magnitud ya planteaba desafíos significativos, pero la principal problemática del proyecto radicó en:

Objetivos mal definidos.
Plazos pocos realistas.
Cambios en el alcance del proyecto.
Habilidades de equipo insuficientes.
Comunicación inadecuada.
Equipos geográficamente dispersos.
Inadecuada gestión de riesgos.
Problemas dentro de un equipo.

Además de la incomprensión de cómo funcionaría el sistema de agua de condensado que se iba a utilizar. Esto llevó a la incertidumbre y a cambios inesperados en la selección de equipos y componentes, como las torres de enfriamiento y las bombas de agua.

Inicialmente se propusieron tres torres de enfriamiento de 600 toneladas, pero a medida que aumentó el interés de incrementar el número de locales en el centro comercial, se optó por tres torres de 700 toneladas después de realizar un análisis térmico.

Esto reflejó la falta de definición en la capacidad necesaria del sistema y la necesidad de adaptarse a cambios en la demanda. La elección de las torres de enfriamiento, las bombas y otros componentes son esenciales en un sistema de agua de condensado, ya que afectan directamente la eficiencia y el rendimiento del sistema de climatización.

Los cambios inesperados en estos componentes generaron retrabajos, desafíos en la coordinación y preocupaciones sobre la capacidad y adaptabilidad del sistema. Por ello, el equipo de KINENERGY implementó diversas estrategias y soluciones. A continuación, se detallan algunas de las formas en que se abordaron los desafíos:

Comunicación mejorada: la comunicación efectiva fue esencial para abordar los desafíos en el proyecto. El equipo se esforzó por mantener una comunicación constante entre todas las partes involucradas, incluyendo el cliente y las diferentes disciplinas de ingeniería.
Adaptabilidad: dado que el cliente realizó cambios inesperados en la selección de equipos y componentes, el equipo de KINENERGY demostró su capacidad de adaptarse a estas nuevas circunstancias. Esto implicó ajustar los diseños y las planificaciones en función de las nuevas especificaciones y requisitos del cliente.
Gestión de cambios: ante los cambios en la elección de las torres de enfriamiento, bombas y otros componentes del sistema de condensación, se estableció un proceso de gestión de cambios efectivo, mismos que se documentaron y justificaron para mantener un registro claro de las modificaciones realizadas en el proyecto.
Planificación rigurosa: el equipo reevaluó y ajustó la planificación del proyecto para acomodar los cambios en el alcance y las especificaciones. Esto incluyó la actualización de los cronogramas y la reorganización de las tareas para garantizar un flujo de trabajo eficiente.
Gestión de riesgos: si bien no se pueden prever todos los riesgos, el equipo se mantuvo alerta para identificar posibles problemas a medida que surgían.

Dada la elección inesperada de nuevas torres de enfriamiento y bombas por parte del cliente, se tuvieron que llevar a cabo evaluaciones técnicas para garantizar que los equipos seleccionados fueran adecuados para el proyecto, así mismo, se consideraron factores como la capacidad de enfriamiento, la eficiencia energética y la compatibilidad con el sistema existente.

También, se realizaron cálculos y análisis adicionales para determinar cómo los cambios afectarían el rendimiento general del sistema, así como recomendaciones técnicas al cliente para explicar los beneficios y las implicaciones de los cambios en éste.

Los planos y las especificaciones técnicas se actualizaron para reflejar los cambios en los componentes del sistema, esto garantizó que todo el equipo de construcción estuviera al tanto de las modificaciones y que se llevaran a cabo de manera precisa.

Por último, una vez que se implementaron los cambios, el equipo técnico llevó a cabo una supervisión continua del sistema para garantizar su funcionamiento.

La flexibilidad y adaptabilidad en la selección de equipos y la gestión de cambios fueron esenciales para encontrar soluciones prácticas.

Es fundamental que los clientes definan claramente sus objetivos y requisitos desde el principio del proyecto para evitar confusiones y cambios posteriores, así como mantener una comunicación constante entre todas las partes involucradas y garantizar una comprensión mutua de los requisitos del proyecto para evitar malentendidos.

Si tienes dudas o si estás trabajando en un proyecto de sistemas de condensación, no dudes en contactarnos, o bien, déjanos tus datos en hola@kin.energy.

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Araceli Zúñiga

Proyect Manager HVAC

Araceli cuenta con más de 8 años de experiencia en aire acondicionado y ventilaciones mecánicas; ha participado en diversos proyectos implementados en la Ciudad de México y sus alrededores, como: apoyo en la ventilación Mecánica de Torre Reforma y El papalote Museo del Niño, así como, aire acondicionado en residencias. Ha participado en cursos en el extranjero por parte de Armstrong en Toronto y Baltimore en la Ciudad de Atlanta. Araceli cuenta con la Licenciatura en Arquitectura por la UAM Xochimilco.

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Sistemas de enfriamiento para procesos: consideraciones para el termoformado

Tue, 17 Oct 2023 19:45:45 -0600

En el vasto mundo de la industria, muchos procesos requieren de la implementación de sistemas de enfriamiento para mantener el control y la eficiencia de las operaciones.

En ocasiones, es necesario mantener una temperatura o controlar una diferencia de ésta. Para eso se usan distintos sistemas, los más comunes son el enfriamiento con aire y el enfriamiento con agua.

En este artículo, hablaremos de los puntos clave al elegir un sistema de enfriamiento, con un enfoque en el proceso de termoformado.

La importancia de elegir el sistema correcto

La selección del sistema es un aspecto crucial para garantizar que las operaciones funcionen de manera eficiente y confiable. Por mencionar algunos, tenemos los sistemas de moldeo de plástico, prensas, termo-formadoras, procesos hidráulicos y mecánicos, así como el sistema HVAC.

Aspectos clave a considerar:

Tipo de proceso: aquí se define el tipo de proceso que se necesita enfriar. Esto puede variar, ya sea desde procesos continuos hasta procesos discontinuos, con diferentes tipos de fluidos o materiales involucrados.
Requisitos: comprender cuánto enfriamiento se necesita para el proceso, incluyendo las temperaturas de entrada y salida, así como la cantidad de calor que debe disiparse.
Disponibilidad de recursos: evaluar la disponibilidad de agua, electricidad y otros recursos necesarios para operar el sistema.
Capacidad del sistema: asegurarse que el sistema pueda manejar la carga térmica del proceso, incluso en condiciones de carga máxima.
Eficiencia energética: un sistema más eficiente puede ahorrar costos operativos a largo plazo.
Costos: analizar los gastos iniciales y operativos a lo largo del tiempo, incluyendo inversión en equipos, mantenimiento, energía y tratamiento de agua si es necesario.
Espacio y ubicación: determinar el espacio disponible para la instalación y si la ubicación es adecuada en términos de acceso, ventilación y seguridad.
Condiciones ambientales: tener en cuenta las condiciones ambientales en las que operará el sistema.
Mantenimiento: evaluar los requisitos de mantenimiento del sistema, ya que algunos sistemas pueden requerir más atención que otros.
Compatibilidad con el proceso: el sistema deberá ser compatible con los materiales y fluidos utilizados, especialmente si se manejan sustancias corrosivas o inflamables.
Normativas y regulaciones: cumplir con todas las normativas y regulaciones ambientales y de seguridad relacionadas con el enfriamiento de procesos industriales.
Flexibilidad y escalabilidad: considerar si el sistema puede adaptarse a futuros cambios en la carga térmica del proceso o expansiones.

Tipos de sistemas de enfriamiento

Enfriamiento por agua: es eficaz, pero puede requerir tratamiento del agua para evitar problemas de corrosión y depósitos.
Enfriamiento por evaporación: se basa en la evaporación de un líquido para extraer calor del proceso.
Enfriamiento por refrigerante: utiliza fluidos refrigerantes para transferir el calor. Puede ser más eficiente, pero requiere sistemas de refrigeración más complejos.
Enfriamiento por aire: es más simple pero menos eficiente en términos de disipación de calor.

Caso práctico: sistema de enfriamiento para el proceso de termoformado

La fase de enfriamiento de la lámina termoplástica se convierte en un elemento crítico para asegurarse que el producto final conserve su forma deseada. Es imperativo contar con un sistema capaz de disipar el calor de manera eficiente en un lapso reducido.

En este caso, se recomienda utilizar un sistema de enfriamiento de agua fría. Por otro lado, en productos más pequeños o menos complicados, se puede utilizar un sistema de aire.

Se debe considerar la naturaleza de los materiales, ya que los termoplásticos tienen diferentes propiedades de enfriamiento. La uniformidad en la distribución del enfriamiento es esencial para evitar deformaciones o tensiones residuales en la lámina termoplástica. Cualquier inconsistencia en la temperatura puede conducir a productos finales defectuosos.

Por lo tanto, el sistema de enfriamiento debe ser capaz de proporcionar una distribución uniforme de la temperatura en toda la lámina.

De acuerdo a la complejidad de la forma del producto o el tipo de producto en sí, se pueden requerir diferentes velocidades de enfriamiento. Esto implica que se debe incluir un control preciso de la temperatura como parte integral del sistema.

Al considerar estos aspectos se puede seleccionar un sistema de enfriamiento óptimo para garantizar eficiencia y calidad en los productos termoformados.

¿Cómo diseñar un sistema de enfriamiento eficiente para el proceso de termoformado?

Diseñar un sistema de enfriamiento efectivo para el proceso de termoformado es una tarea que requiere un enfoque detallado y meticuloso. A continuación, los puntos clave:

Calcular la carga térmica: determinar la cantidad de calor que debe ser extraída del material termoplástico durante el proceso de enfriamiento. Esto ayudará a dimensionar el sistema de enfriamiento adecuadamente.
Seleccionar el método de enfriamiento: decidir si se utilizará enfriamiento por agua, aire o refrigerante. Cada método tiene sus propias ventajas y desventajas en función de la aplicación y los requisitos de enfriamiento.
Dimensionar el sistema de enfriamiento: una vez que se tenga la carga térmica calculada y se haya seleccionado el método de enfriamiento, es necesario determinar el tamaño y la capacidad del sistema.
Diseñar el circuito de enfriamiento: la uniformidad en el enfriamiento es esencial para evitar deformaciones en el producto final. Además, es crucial considerar la eficiencia de las tuberías, bombas y otros componentes clave del circuito.
Control de temperatura: es necesario integrar un sistema de control de temperatura que permita ajustar y mantener la temperatura de enfriamiento del agua de manera precisa.
Selección de componentes: la elección de los componentes, como intercambiadores de calor, bombas, ventiladores, chillers, torres de enfriamiento, válvulas y otros elementos, debe realizarse cuidadosamente.
Diseño de tuberías y conductos: asegurar la distribución del agua, flujo eficiente y considerar caída de presión y trayectorias necesarias.
Sistema de recirculación: en enfriamiento por agua se debe considerar la posibilidad de incorporar un sistema de recirculación para mejorar la eficiencia y minimizar el desperdicio.
Mantenimiento y limpieza: inclusión de filtros y accesos convenientes para inspeccionar y limpiar los componentes.
Cumplimiento normativo y seguridad: el diseño debe cumplir con todas las normativas de seguridad y ambientales aplicables. Esto incluye considerar las regulaciones relacionadas con el manejo del agua, la gestión de residuos y la seguridad en la operación del sistema.

Una vez que se ha diseñado el sistema de enfriamiento para el proceso de termoformado, es necesario llevarlo a la realidad.

Instalación del sistema

Para garantizar el funcionamiento óptimo de cualquier sistema, es esencial que todos los componentes se ubiquen en los lugares designados de acuerdo con el diseño original.

Además, es crucial que las conexiones de tuberías y conductos estén firmemente unidas y selladas para prevenir fugas, y que los dispositivos de control de temperatura y flujo de agua estén calibrados y operando, lo que asegura un rendimiento óptimo y un funcionamiento sin problemas.

Llevar a cabo simulaciones térmicas y pruebas de prototipos para validar el diseño del sistema nos ayudará a confirmar que cumplen con los requisitos mencionados anteriormente.

Durante esta etapa es necesario:

Utilizar un software de simulación térmica para modelar el comportamiento del sistema bajo diversas condiciones de operación.
Realizar pruebas con prototipos o muestras representativas del producto termoformado para evaluar el proceso de enfriamiento en condiciones reales.
Ajustar el diseño según sea necesario en función de los resultados de las simulaciones y pruebas.

Monitoreo y optimización

Implementar un sistema de monitoreo nos ayudará a supervisar constantemente el sistema de enfriamiento, esto nos permitirá detectar problemas o desviaciones en el rendimiento y tomar medidas de manera oportuna.

La colocación de sensores y dispositivos de monitoreo que midan la temperatura del agua, el flujo y otros parámetros, así como establecer alarmas y umbrales.

Por último, debemos realizar inspecciones regulares, de esta manera se puede saber si hay obstrucciones en las tuberías o problemas en los componentes.

Diseñar e implementar un sistema de enfriamiento para el proceso de termoformado es una tarea compleja que requiere experiencia y conocimientos especializados. Si no tienes experiencia en este tipo de diseños, o bien, te gustaría obtener ayuda con tu proyecto, escríbenos a hola@kin.energy.com.