31 marzo 2010

Los lugares del mundo donde más se va a invertir en infraestructuras

En los países desarrollados las infraestructuras sólo necesitan mantenimiento, por lo que no es previsible que en los próximos años el sector de la construcción experimente fuertes crecimientos. Pero el flujo de dinero que desde hace años se transfiere de los países desarrollados al resto del mundo para adquirir materias primas, está propiciando que el modelo mundial de construcción de infraestructuras cambie. ¿Pero hasta qué punto está cambiando el modelo?
Actualmente se estima que el dos por ciento del P.I.B. doméstico se emplea anualmente en infraestruturas y mantenimiento - el equivalente a 1 trillón de dólares (1 billón europeo). Par 2030, se estima que se requieren $41 trillones para construir y reparar las infraestructuras globalmente para cumplir la demanda en expansión.
La respuesta a la recesión mundial impulsó a los gobiernos a gastar en infraestructuras, e igual que hizo Franklin D. Roosvelt durante la Gran Depresión, los países nuevamente han gastado para estimular el crecimiento económico.
Pero lo que realmente nos interesa saber es en qué tipo de infraestructuras se está invirtiendo y cual es el peso relativo entre países o regiones.

¿Se invierte en rehabilitación en los países desarrollados?

Aunque parezca extraño los países desarrollados que han completado sus procesos de construcción de infraestructuras no suelen invertir demasiado en rehabilitación. Veamos algunos ejemplos: Se estima que el 28 % de los puentes de Estados Unidos están en malas condiciones. También mencionamos que en 2006, Londres experimentó una sequía intensa como consecuencia de las pérdidas en las tuberías de la ciudad. El mismo año, un apagón paralizó Queens.

Situación en las economías emergentes

En las economías emergentes, autopistas atestadas, sistemas de transporte sobre-utilizados, servicios sanitarios y de abastecimiento de agua insuficiente. La falta de viviendas está originando tensiones y obligando a la gente a desplazarse a las ciudades. Aproximadamente la cuarta parte de a humanidad viven si electricidad y los que tienen acceso obtienen a menudo un abastecimiento irregular y caro. Según el Banco Mundial se estima que 1.100 millones de personas no tienen acceso a agua potable segura, a la vez que 2.600 millones carecen de sanidad básica. Las tensiones que actualmente experimentan las infraestructuras urbanas no van a aliviarse pronto.

En 1950 vivían en las ciudades 730 millones de personas, mientras que en los 90 ya había 2.300 millones de personas viviendo en las ciudades. Las proyecciones de las Naciones Unidas apuntan a que la gran mayoría de este crecimiento está teniendo lugar en las economías emergentes.

Estos factores trasladan la necesidad de inversiones sustanciales en infraestructuras y las inversiones se están expansionando hasta unas previsiones que pueden llegar a $65 trillones (americanos).

Veamos por qué tipo de obras y en qué regiones se va a mover este negocio en los próximos años.

TIPOS DE OBRAS

Las inversiones en infraestructuras van a centrarse en cinco áreas principales:

a) Generación de energía.

b) Transporte: Fundamentalmente puertos y aeropuertos.

d) Distribución: Electricidad, agua y gas.

e) Telecomunicaciones: Redes inalámbricas y sistemas de cable.

El negocio generado en los proyectos de infraestructura moverá actividad en financiación, construcción, ejecución y operación. Los fondos de pensiones, fondos de inversión y bancos participan ya con entusiasmo en el nuevo boom que vamos a ver en los próximos años.

Respecto a las empresas y profesionales que se verán afectadas por esta actividad destacan las compañías que planifican proyectos de construcción, ingeniería, materiales y equipos pesados. Finalmente, las compañías que prestan servicios de mantenimiento se implicarán una vez los proyectos estén acabados.

REGIONES

Estados Unidos, Europa y otras regiones desarrolladas se disponen a cortar el pastel de las infraestructuras de los países emergentes, donde China, India y Latinoamérica demandarán sustanciales inversiones en los próximos 20 años.

En 2015 las ciudades de las economías emergentes concentrarárn las 3/4 partes de la población mundial, y un fenómeno de tal calibre revolucionará las infraestructuras como las conocemos hoy.

China

En China, la demanda de infraestructuras impulsa urbanizaciones, el desarrollo de una economía de mercado y la necesidad de más capacidad para el transporte. El gasto de China en infraestructuras está creciendo a un ritmo anual del 20 %. A este ritmo en 20 años China construirá las infraestructuras que Estados Unidos tardó 50 años en construir.

Se estima que China está haciendo actualmente el 80 % de todas las inversiones del este de Asia.

India

Si India falla en mejorar sus infraestructuras su crecimiento a largo plazo puede verse amenazado. Después de cinco años de crecimiento económico al 9 %, casi a la par que China, la red de autopistas y las plantas de generación están desbordadas.

Latinoamérica

La población de latinoamérica está creciendo más rápido de lo que se desarrollan las infraestructuras del continete.

En 2008, México presupuestó 2.700 millones de dólares para mejorar su sistema de carreteras. Así y todo la mitad de sus vías de circulación quedarán sin pavimentar.

Brasil ha invertido poco en infraestructuras en el pasado. Pero para poder seguir siendo competitiva, se enfrenta ahora a la necesidad de realizar fuertes inversiones. En Brasil, sólo el 12 % de las carreteras están pavimentadas. Las obras de puertos tienen prioridad por su efecto en el mercado de exportaciones del país. Para Brasil y otros países costeros en latinoamérica, el 40 % de los costes del transporte están relacionados con la calidad de la infraestructura doméstica.

En diciembre de 2008 Brasil anunció incrementar su gasto en infraestructura en un 38 %.

¿De dónde saldrá el dinero para estos proyectos?

Las economías emergentes crecen a ritmos del 5-8 % o incluso más, y ese crecimiento se debe sustancialmente a la venta de materias primas, productos manufacturados, servicios de outsourcing, etc. Es una transferencia directa de ingentes cantidades de recursos del mundo rico al mundo "pobre" y este dinero está revolucionando muchos países.

Pero aparte de las inversiones públicas, los public-private partnerships (PPPs) (Ver "Los mejores sitios para invertir en infraestructuras en Latinoamérica") están consiguiendo una intensa transferencia de fondos para infraestructuras hacia aquellos países que mejores condiciones presentan para las inversiones. Más de 100 países ejecutan proyectos PPPs y actualmente se estima que el gasto total a nivel mundial en PPPs es del 10-15 %. Obviamente esto supone que en muchos países emergentes los PPPs superan el 50 % de las inversiones.

Los inversores han obtenido grandes retornos en este tipo de proyectos (en 2008 el S&P Global Infraestructura obtuvo un valor de retorno anual del 11,79 %).

CONCLUSIONES

Podemos concluir que en los próximos veinte años habrá grandes oportunidades en el sector de las infraestructuras, pero muy especialmente en las economías emergentes. Surgirán grandes oportunidades y un profundo cambio de mentalidad está en camino.

Bibliografía: Investmentfocus. MorganStanley

30 marzo 2010

Los costes en el ciclo de vida de los proyectos energéticos (2ª PARTE)

ver 1ª PARTE
IDENTIFICANDO ALTERNATIVAS
Los proyectos que llevan implícito elevados consumos energéticos no solamente tienen una solución técnicamente viable, sino que puede haber más de una. Pero estas soluciones tendrán muy diferentes costes y consumo energético.
Cuando se seleccionan entre diferentes alternativas para su evaluación económica, es importante estudiar las especificaciones técnicas cuyos atributos tienen consecuencia en la conservación de la energía y el agua. Dado que los costes de la energía a menudo se elevan con más rapidez que otros costes, una mayor inversión inicial puede ahorrar costes futuros.
Para estudiar posibles alternativas evaluamos el proyecto según la siguiente secuencia de acciones.
A) Identificando restricciones
Antes de identificar las diferentes alternativas que vamos a evaluar, es útil considerar primero que pueden excluirse algunas alternativas desde el inicio del análisis. En los proyectos suele haber limitaciones físicas, funcionales, relacionadas con los códigos de construcción, presupuestarias, etc. Por ejemplo, la localización del edificio puede evitar el uso de la energía solar; el gas natural puede no estar disponible; el edificio puede ser histórico y su naturaleza debe ser preservada; el presupuesto puede ser insuficiente para permitir la adquisición de sistemas más eficientes incluso aunque sean más efectivos en costes. B) Identificando alternativas técnicamente apropiadas
Una vez se ha descrito el proyecto, el siguiente paso es identificar todas las alternativas técnicamente prácticas. Las alternativas aceptables no pueden degradar el rendimiento total del edificio: deben ser compatibles con el confort del edificio, fiable, factible ponerlo en servicio, fácil de usar, seguro, y como mínimo, neutro con relación a la productividad. No tendrá un impacto negativo utilizable en el edificio.
ESTABLECER EL PERIODO DE ESTUDIO
El periodo de estudio de un LCCA es el tiempo sobre el que los costes y beneficios relacionados con la decisión de inversión de capital son de interés para el inversor. Ya que hay diferentes perspectivas de tiempo con respecto al proyecto de inversión de capital, no hay un periodo de estudio correcto para un proyecto. Pero para comparar alternativas de un proyecto debemos utilizar siempre el mismo periodo de estudio. El periodo de estudio comienza con la fecha base e incluye el periodo de planificación/construcción y el periodo de servicio. Veamos cuáles son las fechas clave a tener en cuenta dentro del estudio de un LCCA.
Fecha base, fecha de servicio y periodo de planificación/construcción
Antes de establecer el periodo de estudio relevante para un LCCA entre dos o más alternativas de proyecto, debemos definir la fecha base relevante y la fecha de servicio para el análisis. el periodo planificación/construcción (P/C) es el tiempo que va de la fecha de base y la fecha de servicio.
La fecha base
La fecha base es el momento de tiempo en el que todos los costes relacionados con el proyecto son descontados en un LCCA. La fecha base es usualmente el primer día del periodo de estudio del proyecto. Es esencial que se use la misma fecha base y un valor de la moneda constante para todas las alternativas comparadas.
La fecha de puesta en servicio
La fecha de puesta en servicio es aquella en la que se espera el proyecto se haya implementado; operando, y a partir de la misma solo se incurrirá en costes de mantenimiento.
DESCUENTO E INFLACIÓN EN LOS ANÁLISIS LCC
En un análisis LCC, para la comparación de diferentes alternativas debe tenerse en cuenta la tasa de descuento (valor actual de un pago futuro) y la inflación. Esta consideración debe hacerse para que las alternativas sean comparadas siempre en una misma fecha, y por tanto el dinero del futuro tendra un valor distinto. No es lo mismo gastar 100.000 euros hoy que gastarlos dentro de un año, para considerar correctamente el valor debemos realizar los correspondientes descuentos.
Veamos algunos conceptos generales sobre el ajuste de los costes del futuro por la subida de los precios.
Descuentos futuros respecto al valor presente
Los costes relacionados con un proyecto que ocurren en diferentes momentos deben ser descontados a su valor presente en la fecha base antes de que sean combinados para estimar LCC en un proyecto. La tasa de descuento usada para descontar cash flow futuro al valor presente se basa en el valor del tiempo del dinero del inversor. En el sector privado, la tasa de descuento se determina generalmente por la tasa mínima aceptable de retorno del inversor para inversiones de riesgo y duración equivalentes.

Interés, descuento y valor presente

Cuando elegimos entre inversiones de proyectos potenciales, somos sensibles al tiempo en el que se genera el cash flows por los inversores. Siempre preferimos que los resultados se obtengan cunto antes.

Ver 3ª PARTE

Palabras clave: Present value, aceptable rate of return (MARR), investments of equivalent risk and duration.

Se acelera el crecimiento en las economías emergentes

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Las bolsas de las economías emergentes se elevan a niveles no conocidos en las últimas diez semanas y el precio del petróleo supera ya los 82 dólares el barril.
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Las causas de esta aceleración económica en las emergentes son que cada vez son más los indicios que apuntan por una recuperación económica mundial (casi mundial).
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Los países endeudados como Grecia, Irlanda y España se beneficiarán del resurgir de la economía aunque no lo suficiente como para superar la situación actual.
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29 marzo 2010

Viviendas eficientes con ventilación forzada

La eficiencia energética puede ayudarnos a ahorrar importantes cantidades de energía, pero no debemos olvidar que también es importante la ventilación.
Todas las casas necesitan ventilación para reducir la humedad, olores, y otros contaminantes. Contaminantes tales como formaldeidos, compuestos orgánicos volátiles y radón, que pueden causar problemas para la salud se acumulan en las viviendas mal ventiladas. El exceso de humedad generado dentro de las casas necesita ser eliminado antes de que unos niveles elevados originen problemas.
Estrategias de ventilación
Para asegurar una adecuada ventilación, ASHRAE dice que en un área donde viven personas debe haber una tasa de cambio de 0,35 cada hora, 0 15 cfm (pies por minuto) por persona, el que sea mayor.
Ventilación natural
El movimiento de aire no controlado en un edificio a través de grietas o pequeños orificios a través de puertas y ventanas es el método tradicional de permitir que el aire fresco reemplace al del interior. Hoy en día, debido a los sistemas de calefacción y refrigeración centralizados y al deseo de privacidad las ventanas se usan poco, así que la infiltración es el medio principal de ventilación. Pero la infiltración natural no es controlable. En periodos de clima suave las viviendas pueden estar insuficientemente ventiladas. Si la casa está muy bien aislada tendrá una ventilación insuficiente la mayor parte del tiempo. Las viviendas con excesiva infiltración pueden experimentar costes de energía elevados. Otro problema de la infiltración es que puede entrar aire contaminado.
Ventilación forzada
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El uso de ventiladores y conductos para renovar el aire es un buen sistema, que puede usarse en viviendas bien aisladas. Estos ventiladores deben calcularse para que sólo proporcionen aire fresco y quiten contaminantes en los lugares y momentos en los que se necesite.
El uso de ventiladores localizados (cocina y baños) quitan rápidamente contaminantes de su fuente. ASHRAE recomienda ventilación continua o intermitente en baños y cocinas como alternativa a ventanas: 20-50 cfm para baños y 25-100 cfm para cocinas, respectivamente.
Los sistemas de ventilación trabajan depresurizando el edificio. Reducen la presión del aire interior por debajo de la presión del aire exterior, extrayendo el aire interior mientras que el aire del exterior se filtra por grietas.
Los sistemas de ventilación son relativamente simples y fáciles de instalar. Típicamente, un sistema de ventilación está compuesto un sistema de ventilación de escape está compuesto por un ventilador centralmente localizado, y un punto de salida de la casa único. Una opción de diseño preferible es conectar el ventilador a conductos desde varias habitaciones (preferiblemente habitaciones donde tienden a generarse los contaminantes. Venteos a través de las ventanas o paredes ajustables y pasivos pueden instalarse en otras habitaciones para introducir aire fresco en vez de depender de las grietas en la envolvente del edificio. Sin embargo, su uso puede no ser eficaz debido a las grandes diferencias de presión que son inducidas pro el ventilador. Un ventilador instalado en un baño y operando de forma continua puede representar también un sistema de ventilación en su forma más simple.
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¿En qué clima es más interesante este sistema?
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Los sistemas de ventilación son más aplicables en climas fríos. En climas con veranos cálidos y húmedos, la despresurización puede arrastrar el aire húmedo al interior de cavidades de las paredes, donde se condensa y puede causar daños por humedad. Por ejemplo, además de arrastrar aire fresco del exterior, pueden arrastrar radón o moho de las grietas, polvo de un ático, humo de un garage adyacente, o gases de humos.
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Sistema de alimentación suministrando aire
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Los sistemas que suminiatran aire trabajan presurizando el edificio. Usan un ventilador para forzar el aire exterior en el edificio mientras que el aire sale por grietas del edificio.
Los sistemas de ventilación deben permitir controlar el aire que entra en la casa. Presurizando la vivienda se evita la entrada de contaminantes del exterior. También permite la presurización filtrar el aire del exterior para quitar polen, polvo o humedad.
Estos sistemas son aplicables especialmente en climas cálidos o mixtos.

Sistemas de ventilación equilibrados

Los sistemas de ventilación equilibrados ni presurizan ni de-presurizan una casa. Lo que hace este sistema es introducir y extraer aire fresco y contaminado en las mismas cantidades.

Un sistema equilibrado usualmente tiene dos ventiladores y dos sistemas de conductos de aire para facilitar suministro de aire fresco y extración en lugares adecuados.

Sistemas de ventilación con recuperación de calor, equilibrados

Un tipo especial de sistema de ventilación equilibrado añade una unidad de recuperación de calor al diseño básico. La unidad de recuperación de calor reduce los costes de calentamiento y enfriamiento del sistema de ventilación transfiriendo calor del aire del interior caliente al aire fresco que se está reponiendo, y viceversa en verano.

Integración de sistemas de aire acondicionado y calefacción con aire forzado

Integrando el sistema de ventilación con el sistema de aire acondicionado y calefacción pueden reducirse los costes del sistema de ventilación al hacer uso compartido de ventiladores y conductos para distribuir el aire en el interior de la casa.

Bibliografía:

Whole-House Ventilation Systems. Technology Facti Sheet. Building Technologies Program. Office of Energy Efficiency and Renewable Energy. U.S. Department of Energy

Planta de Biogas construida en Ghana

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Según cuenta Alternative Energy, la nueva revista sobre el sector de las renovables en África en su número 3, el gobierno de Ghana está desarrollando una experiencia demostrativa con biogás en el palacio presidencial. El proyecto -a plena capacidad -se espera produzca 260 kWh/d durante 8 horas de funcionamiento haciendo funcioar un generador de 15 Kw.
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La administración del oeste de África desea reforzar sus compromisos no sólo de añadir valor a los residuos, sino también en participar en la lucha contra el cambio climático a escala local.
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La tecnología de tratamiento de residuos anaeróbica se usa para asegurar prácticas apropiadas de tratamiento de residuos a la vez que se manejan residuos orgánicos sólidos y líquidos.
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Sin duda se trata de un excelente ejemplo sobre como se puede luchar contra los problemas ambientales de África a la vez que se produce energía útil.

28 marzo 2010

Sensores para procesos de ensamblaje y soldadura de precisión


Para ser capaces de cumplir con las expectativas crecientes de clientes y asegurar una producción eficiente, las líneas de producción de automóviles se modifican continuamente, remodelándose y expandiéndose. Nuevos materiales, procesos de producción mejorados, y un potencial de automatización expandido está exigiendo demandas más elevadas a las soluciones de automatización ya en uso.

Un Joint venture entre la compañía china FAW-VW Automobile Co., Ltd, Volkswagen AG, Audi AG y Volkswagen Automobile (China) Investment Co., Ltd. Han desarrollado un proyecto de aplicación de sensores a las líneas de producción. En el Joint Venture también participa Turk. FAW-VW está produciendo sedans basándose en modelos europeos como Golf-Jetta, Bora o Passat.

La industria de automoción china .

En el curso del rápido desarrollo de la industria de automoción china, las demandas de los clientes han venido de la calidad, funcionalidad y eficiencia. Esto ha llevado a FAW-VW a tener que utilizar nuevos materiales y tecnologías para facilitar la producción flexible de diferentes tipos y modelos en una sola planta de producción. Las líneas de producción tienen que cambiarse y adaptarse continuamente a la demanda. Muy altas ha sido la demanda en relación a la tecnología de sensores utilizada. Para poder ser capaces de detectar las posiciones de las piezas en las diferentes etapas de la producción, tales como moldeado, pintura, soldadura, y ensamblaje final, los sensores tienen que ser robustos, versátiles y eficientes en coste.
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Factor 1 en todos los metales .

Gracias a la tecnología multi-spule, los sensores diseñados para cumplir con el grado de protección IP68 detectan todos los metales sin factor de reducción – independientemente de que sea hierro, acero inoxidable, cobre, aluminio o latón. No sólo eso, en comparación con los sensores de núcleo de ferrita, los nuevos sensores usados por FAW-VW pueden detectar todos los metales usados en las líneas de producción con distancias de detección mayores (hasta 50 mm). Se consigue así mayor grado de libertad para la instalación y área de aplicación.
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Montados en los brazos de los robots, sensores especiales revestidos con teflon continuamente controlan la posición de los robots en relación a las piezas de trabajo - de esta forma no sólo garantiza los procesos de soldadura de puntos precisos, sino también un flujo libre de error en los procesos de ensamblaje. Debido a que uprox + sensors no contienen núcleo de ferrita, son igualmente insensibles a fuertes campos magnéticos, que se desarrollan en los procesos de soldadura durante el proceso debido a las chispas que salen despedidas y al desgaste mecánico.
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Bibliografía:
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Sensors for precise welding and assembly processes. IEN October 2009

Tecnología para la generación de hidrógeno

Aplicaciones estacionarias

Harvest Energy Technology, Inc. (HET) desarrolla procesadores de pilas de células de combustible proton exchange membrane (PEM). Un procesador de combustible convierte gas natural, propano, gasolina o diesel en un gas de producto rico en hidrógeno que alimenta la célula de combustible. La célula de combustible combina electroquímicamente hidrógeno y oxígeno del aire para producir electricidad. HET ha desarrollado un procesador de combustible basado en la tecnología de reforming de vapor (steam reforming - SR) que produce un chorro de gas que contiene > 70 % de hidrógeno y menos de 10 ppm CO en una célula de combustible con tecnología PEM. El procesador de combustible SR tiene una alta eficiencia térmica y bajos requerimientos de energía parásita.

El procesador de combustible proporciona el hidrógeno necesario para suministrar los requerimientos eléctricos de usuarios comerciales (50 kW). El procesador HET SR está completamente automatizado, el sistema incluye un reformer de vapor patentado y un reactor de oxidación selectivo CO compacto que mantiene una alta calidad del producto incluso durante los transitorios.

Las células de combustible son una buena opción para pegueños generadores de energía distribuida en el rango 1-50 kW debido a sus bajas emisiones, bajo mantenimiento, y altas eficiencias eléctricas comparadas con tecnologías competidoras. Las células de combustible PEM son convenientes para este rango de tamaño debido a su simplicidad, baja temperatura de operación, y capacidad rápida de arranque.

Varias tecnologías de procesado de combustibles diferentes están siendo desarrolladas para aplicaciones de célulaas de combustible PEM. Sin embargo, el reforming de vapor aparece más adecuado a la aplicación debido a la estabilidad de la operación, facilidad de control, y alta calidad de los gases del producto.

Aplicaciones de transporte

La misma compañía desarrolla también generadores de hidrógeno para aplicaciones de combustible de vehículos. El generador de hidrógeno incorpora un procesador de combustible de reforming de vapor patentado de HET, un sistema de purificación PSA y un compresor para producir un gas de hidrógeno con pureza del 99,99 % conteniendo menos de 0,2 ppm CO. El generador de hidrógeno está completamente automatizado, en una habitación de control auto-contenida y un sistema de tratamiento de agua.

Generador de hidrógeno HET y la infraestructura de combustible de hidrógeno

Para asitir a la introducción comercial de los vehículos de las células de combustible, se requires el desarrollo de una infraestructura de abastecimiento de cobsutible hidrógeno. Inicialmente, los vehículos de la célula de combustible deben introducirse en las aplicaciones de las flotas, más probablemente en centros urganos que tienen facilidades de abastecimiento de combustible CNG.

Bibliografía:

Propane and natural gas

27 marzo 2010

Sobre los motores recíprocos y las turbinas de gas avanzados

Hace ya más de un año que no dedicamos tiempo a seguir en detalle la evololución de la tecnología de los motores recíprocos (ver Los motores recíprocos continuan su desarrollo). Abordamos de nuevo una revisión de esta eficiente tecnología y otros desarrollos de la cogeneración hablando del programa ARED (Advanced Reciprocating Engine Systems) diseñado para promover el desarrollo de esta tecnología en Estados Unidos.
Tendencias actuales de I+D en los motores recíprocos
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El programa ARES se enfoca en la mejora de los motores recíprocos (sistemas de generación de energía eléctrica de pistón) en un rango de 0,5 - 5 MW. Las investigaciones actuales van dirigidas a incrementar la eficiencia energética desde el 36 al 50 %, reducir el óxido de nitrógeno (NOx) de 1 gr. por HP-hora a 0,1 gr, y reducen los costes de operación y mantenimiento en un 10 %. El programa ha tenido grandes avances en estas áreas, preparando el camino a equimpos más competitivos en costes.
. Turbinas industriales de gas avanzadas .
El propósito del programa es realzar el rendimeinto de las aplicaciones de hasta 20 MW. Las investigaciones están enfocadas en materiales avanzadas, particularmente cerámicos compuestos y revestimientos de barreras térmicas, están ayudando a cumplir estos objetivo. Asimismo, la I+D en las tecnologías de baja emisión están mejorando el sistema de combustión reduciendo las emisiones de monóxido de carbono (CO) y NOx sin afectar adversamente el rendimiento de la turbina. Los últimos diseños de combustor con pre-mezcla ultra-lean consiguen reducir el NOx a 5 partes por millón por volumen (ppmv).

Microturbinas ..

Los programas DOE de apoyo a la I+D en microturbinas han ayudado en el desarrollo de un sistema de turbinas de bajas emisiones y eficiencia del 40 %. Este sistema ofrece nuevas elecciones al sector y soluciones de energía innovadoras. Los hitos clave alcanzados en la última década son los siguientes:
  • Desarrollo de tecnologías de microturbinas avanzada por varias compañías privadas.
  • Investigación avanzada sobre materiales enfocada en cerámicos y aleaciones metálicas.
Células de combustible
Los avances tecnológicos se vienen implantando en diferentes instalaciones. Como ejemplo de éxito podemos mencionar la aplicación en Verizon Telecommunications Switching Center en Garden City, Nueva York. Se trata de un sistema con fuentes CHP múltiples que abastecen requerimientos de 2,7 MW con la combinación dual de motores recíprocos de combustible dual y células de combustible. El sistema permite funcionamiento óptimo en todo momento a modo de isla.
. Tecnologías activadas térmicamente (TATs)

En las últimas dos décadas se ha estado trabajando en el desarrollo de tecnologías de conversión de energías activadas térmicamente, a menudo clasificadas como TATs (ver Solución innovadora para el almacenamiento de energía). Estas tecnologías abarcan diversos equipos que transforman energía térmica en calentamiento útil, enfriamiento, control de humedad, almacenaje térmico, y energía eléctrica/motriz. Los sistemas TAT permiten a los usuarios reducir directametne la demanda pico de electricidad y proporcionar simultáneamente nivelación de carga tanto de gas como de electricidad. Los sistemas TAT son esenciales para los sistemas CHP integrados - maximizando ahorro de energía y retorno económico. Ninguna tecnología de calentamiento, enfriamiento y control de la humedad tiene tanto potencial para reducir las cargas pico como las TATs.

Las tecnologías TATS incluyen:

  • Enfriadora de absorción, enfriador/calentador, y tecnologías de bombas de calor.
  • Solid and liquid desiccant ventilation air quality (VAQ) technologies.
  • Tecnologías de de bombas de calor de tejado con motores de gas.

Las tecnologías TAT incluyen: recuperación de energía térmica y tecnologías de reciclaje con intercambiadores de calor y masa realzados, tecnologías de gestión térmica y almacenamiento térmico, ciclos térmicos avanzados (como el ciclo de rankine orgánico o motores Stirling).

Sistemas de energía integrados (IES)

Los actuales IES son tecnologías viables que con un 80 % de eficiencia y un payback de menos de cuatro años, es asumible para la producción a escala comercial. Para desarrolllar IES, los investigadores combinan subsistemas disimilares de forma que pueden trabajar juntos para proporcionar una eficiencia más alta y costes más bajos que si operan individualmente.

Ejemplo de aplicación:

A&P supermarket in Mt. Kisco, New York, utilizó este sistema utilizando la tecnología UTC Power PureComfortCHP en 2005. El sistema funciona con cuatro microturbinas de 60 kWe y una enfriadora de absorción de doble efecto que funciona con el calor de las microturbinas.

Palabras clave: Dual-fuel reciprocating engines, thermally activated energy conversion technologies, advanced reciprocating engine systems

Sensores imprimibles

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La tecnología sensórica es realmente apasionante pues no deja de depararnos sorpresas de día en día. Los fabricantes e investigadores desarrollan nuevos sensores continuamente, pero lo realmente fabuloso es que las aplicaciones prácticas sólo tienen por límite la imaginación del integrador.
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En el futuro las viviendas tendrán dispositivos electrónicos que puedan controlarse solamente rozando con un dedo. Para conseguir esto, investigadores de 3Plast han desarrollado sensores especiales que pueden imprimirse en plásticos y fijarse a los objetos.
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El teléfono celular se apaga respondiendo a la acción de la punta del dedo. No es necesario tocar el display. Este control sin tocar es posible por un sensor de polímero fijado al teléfono que, como la piel humana, reacciona a las mínimas fluctuaciones en temperatura y diferencias en presión y reconoce el dedo cuando se aproxima.
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Este escenario es ficticio actualmente pero puede ser realidad en pocos años gracias a los investigadores del proyecto europeo 3Plast, que destaca por tecnologías de sensor de grandes áreas piezoeléctrica y piroeléctrica imprimible.
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La producción de sensores de polímeros aún impone numerosos desafíos. Para producir transistores imprimibles, los materiales aislantes tienen que ser muy finos. Los expertos que han desarrollado esta tecnología, han sido capaces de producir un aislamiento con un espesor de tan solo 100 nanómetros. Los primeros sensores ya se han fabricado. Los científicos están ahora trabajando en optimizar transistores que puedan amplificar cambios en temperatura y presión.
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Proporcionando cada objeto información sobre su medio ambiente - por ejemplo si se está aproximando una persona - esto indica que presiones y temperaturas, pueden crear nuevos dispositivos para el mercado que puedan controlarse tan solo apuntando con un dedo.
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26 marzo 2010

Ejemplo de potencial de ahorro energético en refinería

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En este artículo explicamos un ejemplo más sobre el potencial de ahorro energético a obtener en las grandes instalaciones industriales, en este caso nos centramos en una refinería de petróleo.
La Paramount Petroleum Corporation (PPC) y sus socios llevaron a cabo una evaluación sistemática de planta (Systematic Plant-Wide Assessment - PWA) para identificar las oportunidades de ahorro de costes y energía en la planta de la compañía en Paramount, California. El equipo de evaluación identificó un potencial de ahorro en la planta de $4,1 millones en ahorro anual potencial.
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PPC posee y opera la refinería de Paramount, que produce 46.500 barriles de petróleo diarios. La refinería produce varios grados diferentes de asfaltos para pavimentación y tejados, y combustibles diesel, jet y otros destilados intermedios. Estos procesos intensivos en consumo energético cuestan $2 millones en electricidad y $4 millones en gas natural anualmente. En el proceso de evaluación, PPC exploró tres áreas: una instalación de ciclo combinado CHP para suministrar energía eléctrica y calor a la planta, mejoras en el exceso de aire en los calentadores del proceso de quemado del más, y variadores de velocidad variable en los motores del ventilador de la torre de enfriamiento. La planta de generación CHP de 5 Mw es el proyecto más grande, y produce el 93 % del ahorro anual y también se consiguen mejoras críticas en la fiabilidad del suministro eléctrico.
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El ahorro energético de electricidad conseguido es de 1,22 millones de kWh/año y un ahorro de combustible de 29,07
Bbibliografía: $ 4,1 million in saving identified in Paramount Petroleum Assessment. Industrial Technologies Program - U.S. Department of Energy

25 marzo 2010

Revisión de los sensores láser para medir distancias


Ver también nuestro Catálogo de Aplicaciones con Sensores

Complementando el artículo "Revisión de las aplicaciones industriales de los sensores" vamos a revisar en esta ocasión las aplicaciones de la tecnología láser para medir distancias. Para ello revisamos los últimos modelos lanzados al mercado por varios fabricantes principales.

Dinel: Esta compañía es actualmente una parte del grupo Schneider-Electric y proporciona diferentes soluciones con sensores para medir distancias. En su gama de productos encontramos sensores opto-electrónicos y amplificadores, carcasas y sensores de horquilla o fork.
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Sus productos tienen aplicaciones en múltiples ramas de la industria: embalaje, etiquetado, manipulación, almacenaje, elevación y puertas automáticas entre otros muchos más. Sus sensores integran microcontroladores en la arquitectura. .

Las aplicaciones de estos sensores son múltiples en el campo industrial, y la compañía desarrolla diferentes modelos dirigidos a detectar la reflexión polarizada, sensores forks, sensor de marcas y contrastes, sensores de color de alto rendimiento, sensores de color con microprocesador, módulos lógicos multisensores, sensores para materiales transparentes y detectores en miniatura. mti instruments: Fabricante de sistemas de medición y sensores sin contacto. Los productos principales consisten en instrumentos generales de medición basados en la triangulación láser, tecnologías de capacitancia y fibra-óptica para posición, aplicaciones para la medición de las vibraciones y el desplazamiento. El fabricante dispone también de soluciones para adquisición de datos, control de procesos y control de calidad. Otras aplicaciones de estos sensores son medir alineamiento, espesor, nano posicionamiento, warpage (efecto por demasiado calor) y medición dimensional.

. La compañía ofrece sensores de triangulación láser de alta velocidad, desplazamiento de alta resolución, medidas de posición y vibración. Son dispositivos para resolver aplicaciones de producción, procesos y control de calidad. Las distancias de operación son hasta tres metros.
ifm: La compañía fabrica sensores para la medición de distancia funcionan según el procedimiento del tiempo de ejecución de luz. Se emite un haz de luz y se refleja a través de un objeto. Se mide el tiempo que el haz de luz necesita para realizar el recorrido de la unidad al objeto y del objeto a la unidad. Ya que la velocidad de la luz es constante, el tiempo de ejecución permite calcular la distancia. Los alcances que pueden obtenerse van de 10 a 75 m. Sensor instruments: Esta compañía tiene un buen catálogo explicando su tecnología de medición. Dispone de sensores de luz analógicos láser, sensores láser compactos, barreras de luz digitales láser, barreras de luz de horquilla láser, sensores de línea, contadores de alambre láser, sensores de luminiscencia, fibra óptica, barreras láser en miniatura, sensores de luz reflexivos. Los sensores de línea se utilizan para generar una cortina láser entre un transmisor y un receptor. Recomiendan el uso de sensores de línea láser para ser aplicados donde se requiera posicionamiento preciso o donde la dimensión de un objeto tenga que ser determinada con alta exactitud (ej. diámetro de un alambre). Los sensores de la serie L-LAS de luz transmitida ofrecen varias anchuras de operación con alta resolución de hasta 1024 pixel (4096 subpixel). Schmitt Europe: La compañía tiene una solución para realizar medidas de distancias extremadamente largas y a alta resolución. La unidad es ideal pera controlar la posición de objetos. El sensor utiliza pulsos que pueden alcanzar velocidades de medición de hasta 2 kHz. El dispositivo puede medir distancias de hasta 300 metros pero es factible usarlo hasta para distancias de 3.000 metros con un accesorio adicional. Puede informar de la velocidad y hacer mediciones de velocidad en continuo. El sensor está diseñado para ambientes industriales y es altamente versátil. No obstante, puede tener limitaciones con objetos extremadamente oscuros o midiendo donde vapor, niebla o humo obstruyan la señal. Dimetix: Los nuevos medidores de distancias por láser DLS-B se pueden medir distancias absolutas hasta 500m. Gracias a la tecnología de láser el sensor llega a una precisión de 1.5mm, y funciona en un ambiente de hasta -40°C siendo una solución fiable y coste eficiente. El DLS-B es un medidor óptico y no necesita de mantenimiento y mide distancias sobre superficies naturales o reflectantes. Se determina la posición de objetos con difícil acceso y también en aquellos con temperaturas de superficie muy altas. Igualmente se miden de forma muy sencilla las distancias en ambientes muy agresivos.

24 marzo 2010

Oportunidades de ahorro energético en las máquinas para hacer hielo


Las máquinas de hielo se usan para producir una gran cantidad de tipos de hielo para servir alimentos, preservar alimentos, hoteles e industrias del cuidado de la salud. Las máquinas de hielo se clasifican en en diferentes configuraciones: Mecanismo de hacer hielo en un solo pack, unidad de condensación están en un solo pack, unidad con un cubo de almacenaje integrado, etc.

Proceso de producir hielo:

El progreso que gobierna la fabricación de hielo es de dos tipos:
  • Proceso por lotes. Implica congelación alterna y periodos de recogida de hielo para hacer hielo. El agua fluye sobre el evaporador donde se congela hasta que el cubo está totalmente formado. Los cubos de hielo se colectan y almacenan. El hielo puede tener forma de cubo, o variaciones de formas sólidas.
  • Procesos continuos. El proceso continuo se utiliza para hacer trocitos (nuggets) o copos, usualmente en un evaporador en forma de barril. Para hacer copos de hielo hay dos opciones: a) formado en el interior de un evaporador estacionario y se rasca en una barrena rotatoria, o b) formado en el exterior del evaporador rotatorio y raspado por un rascador estacionario. Las máquinas para hacer Nugget comprimen los copos de hielo para formar los nuggets.
Descripción del equipo

Una máquina de hielo típica consiste en un sistema de refrigeración, un sistema de alimentación de agua, carcasa y aislamiento. En las máquinas de cubos de hielo, el hielo se forma haciendo pasar una película de agua sobre el evaporador, permitiendo que parte del agua se congele mientras que parte del agua cae al desagüe y recircula con una bomba. La capa de hielo gradualmente crece. Debido a que no todo el agua se congela, sólidos y gases se disueltos en el agua no son capturados por la capa de hielo y son transportadas por el líquido, que es drenado por el desagüe cuando el lote de cubos está completo. El consumo de agua potable aproximado es 15 - 40 galones / 100 lb de hielo producido, comparado con 12 galones / 100 lb contenidos en el hielo producido.

Una máquina de hielo consiste en dos subsistemas principales: el sistema de refrigeración y el sistema de suministro/circulación/purgado de vapor para producir la refrigeración necesaria en la producción de hielo. Las máquinas de hielo usan condensadores refrigerados por agua o refrigerados por aire. Alrededor del 80 % de las máquinas de hielo tienen condensadores refrigerados por aire. Aunque los condensadores refrigerados por agua incrementan ligeramente la eficiencia, resultan en un consumo de agua mucho mayor ya que el agua del condensador normalmente drena después de usarse para enfriar el condensador.
Los componentes del sistema de refrigeración incluyen:
  • Compresor - Típicamente recíprocos convencionales con capacidades entre 1/3 y 3 hp, dependiendo de la capacidad de la máquina.
  • Condensador - Intercambiador de calor de tubos concéntricos refrigerados por agua o tubos de aletas refrigerados con aire. Los condensadores de agua fría están diseñados de forma que la temperatura de condensación está - 6 ºC y - 4 ºC por encima de la temperatura ambiente. Los condensadores de agua fría están controlados para mantener una temperatura de condensación preseleccionada constante variando los caudales de agua.
  • Dispositivos de expansión - Válvulas de expansión termostáticas y tubos capilares.
  • Evaporador - Típicamente el diseño consiste en tubos de cobre fijados a superficies de hacer hielo de acero inoxidable o cobre.
  • Intercambiadores de calor de la línea de succión/línea de líquido.
  • Tuberías de refrigerantes.
  • Líneas de bypass de gas caliente - Esto dirige el refrigerante desde el compresor al evaporador para obtener el hielo.
  • Válvula de solenoide de gas caliente. Controla el flujo de refrigerante al condensador durante la producción de hielo y al evaporador durante la producción de hielo.
  • El refrigerante R-404A es el refrigerante principal usado en todas las máquinas de hielo hoy en día. R-134a y R-22 todavía se usan en unos pocos modelos seleccionados.
  • Puede tener un acumulador de succión.
Consumo energético

El rendimiento de la máquina de hielo (capacidad, consumo de energía, y consumo de agua) se presenta usualmente en condiciones de temperatura ambiente de 32 ºC y temperatura del agua de 21 ºC y una presión del agua de alimentación.

El consumo energético por de las máquinas de hielo disminuye con la capacidad unitaria de producción de las máquinas. Es decir, las máquinas pequeñas tienen mayor consumo. A partir de 250 kg de producción por día se estabiliza el consumo.

El consumo de las máquinas de hielo varía según los siguientes factores:
  • Enfriamiento del condensador por agua o aire.
  • Kg de hielo producido por unidad de tiempo.
  • Forma del hielo: cubitos, copos o nugget.
En general podemos movernos entre 3,4 kWh/100 lb y 7 kWh/100 lb.

Los medios para decrecer el consumo energético de las máquinas de hielo son los siguientes:
  • Compresores más eficientes: Las capacidades nominales de los compresores en las máquinas pequeñas son 1/2 o menos, incrementándose a 3/4 hp para máquinas con rangos de capacidad de 350- 500 lb/día, incrementándose a 2 hp las máquinas con capacidades superiores a 1000 lb/día. Conforme se incrementa la capacidad del compresor se incrementa la eficiencia. Las eficiencias de los compresores más pequeños se encuentra en un rango del 45-50 % a más de 60 % en los tamaños grandes.
  • Pérdidas de calor ambiental reducida: Las máquinas de hielo más grandes tienden a tener compartimentos fríos que tienen menos área de superficie expuesta al ambiente por unidad de producción de hielo y usualmente tienen compartimentos fríos mejor aislados.
  • Consumo de agua reducido: Las máquinas de hielo más pequeñas tienden a tener un consumo de agua mayor debido a que los fabricantes tienden a usar cárter sobredimensionado en el deseo de maximizar el uso de componentes comunes.
La variación de eficiencia energética en un rango de capacidades pequeño depende de la selección de componentes del fabricante y de las estrategias de fabricación. Los fabricantes intentan maximizar el uso de componentes comunes en toda la línea de producción, lo cual incluye armarios, tamaño de evaporador, y cárter de agua y la compensación del nivel de eficiencia del compresor y costes. Las máquinas más eficientes tienden a tener evaporadores más grandes para un nivel de producción dado, resultando en temperaturas de operación más altas y un COP de operación resultante más alto.

Bibliografía: Energy Saving Potential and R&D Opportunities for Commercial Refrigeration. U.S. Department of Energy. Energy Efficiency and Renewable Energy. Building Technologies Program. 2009
Palabras clave: Nugget machines

Tecnologías emergentes sobre iluminación con dispositivos de estado sólido

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Hemos hablado hasta ahora muy poco en TODOPRODUCTIVIDAD sobre eficiencia energética en iluminación pues hay mucha mucha información sobre ello y no es un campo muy relevante para el sector industrial. Sin embargo, U.S. Department of Energy acaba de publicar una monografía dedicada a las aplicaciones en iluminación de las tecnologías de estado sólido donde profundiza sobre el potencial que la iluminación de estado sólido tiene para revolucionar el mercado. En efecto, estamos asistiendo a la introducción de nuevas fuentes de energía altamente eficientes, de larga duración, fuentes de iluminación versátiles, e iluminación blanca de alta calidad.
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Los avances en las tecnologías de iluminación de estado sólido
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Hasta hace muy poco tiempo estas tecnologías quedaban relegadas a aplicaciones como luces de tráfico o señales de salida. Pero los productos SSL están ahora compitiendo con éxito con las tecnologías convencionales incluyendo lámparas incandescentes y fluorescentes en aplicaciones de iluminación general. SSL puede encontrarse en accesorios de lámparas direccionales tales como iluminación de focos de techo o iluminación sobre soportes colgantes; o aplicaciones comerciales tales como iluminación de expositores de refrigeración comercial y lámparas de funcionamiento día en automóviles.
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La tecnología SSL continúa avanzando a rápida velocidad, consiguiéndose mejoras en eficacia, calidad de luz, y vida de operación. Adicionalmente, las mejoras en los procesos de fabricación y la competencia en el mercado están haciendo caer los precios. La investigación está consiguiendo mejorar el rendimiento y reduciendo los costes asociados con esta tecnología, por lo que SSL cada vez es más competitivo con las fuentes de iluminación convencionales y puede esperarse que aumente su cuota de mercado en el sector de la iluminación general.
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Previsible penetración en el mercado de la tecnología SSL
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Las conclusiones del estudio del Department of Energy asumen que el rendimiento de la tecnología SSL será capaz de satisfacer los requerimientos de iluminación general del mercado en el año 2030, y su penetración en el mercado y potencial de ahorro energético se impulsará por motivos económicos - teniendo en cuenta el precio inicial, los costes de operación, mantenimiento y costes del ciclo de vida. Tanto en los escenarios LED como OLED (diodos de emisión de luz orgánica), la tecnología SSL desplazará fuentes de luz en todos los sectores, pero el ahorro energético más significativo tendrá lugar con la sustitución de lámparas fluorescentes y halógenas en el sector comercial. Es previsible que en los próximos 20 años las lámparas LED reemplacen a la iluminación fluorescente en el sector comercial.
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Aunque lejos del sector comercial, las previsiones apuntan hacia rápidas penetraciones en el sector industrial, residencial y exterior (en este sector penetran más rápidamente por el apoyo público).
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En orden de estimar convenientemente el ahorro que se conseguirá con la irrupción masiva de esta tecnología, SSL necesita alcanzar mejoras sustanciales en el precio, eficacia y vida de operación. Si estas mejoras se cumplen, SSL incrementará progresivamente su cuota de mercado. La reducción en el consumo aliviará la presión en el sistema de distribución durante los periodos pico. .
El informe completo puede descargarse aquí
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Palabras clave: Solid-state lighting (SSL)

23 marzo 2010

Objetivos de diseño en proyectos de aislamiento industrial

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Hace pocos días veíamos en prensa que las viviendas españolas están entre las peores aisladas de Europa (ver aquí). Durante años no se valoró la importancia que al aislamiento se da en otros países y la mayoría de las viviendas del país son auténticos agujeros en el bolsillo de sus ocupantes y es por ello que seguimos abordando artículos sobre aislamiento.
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En varios artículos hemos hablado del aislamiento de edificios en TODOPRODUCTIVIDAD en varias ocasiones:
En este nuevo artículo nos centramos en conceptos aplicables por los ingenieros en sus diseños industriales. Hablamos conceptualmente de las técnicas de diseño que podemos aplicar tanto en ambientes industriales como en edificación, pero intentaremos centrarnos en las aplicaciones menos conocidas del aislamiento. En edificación, ingenieros, arquitectos y usuarios están familiarizados con el aislamiento para el control de las cargas térmicas y el control del ruido. Pero las técnicas para diseñar aislamiento de tuberías, conducciones, depósitos y otros equipos son menos conocidas. Como resultado de ello, el aislamiento mecánico a menudo se pasa por alto, se infravalora, o se especifica incorrectamente en los proyectos de construcción industrial.

El aislamiento industrial se usa principalmente para limitar la ganancia o pérdida de calor en superficies operando a temperaturas por encima o por debajo de la temperatura ambiente.

¿Por qué diseñar sistemas de aislamiento?

Los principales motivos que justifican el diseño del aislamiento mecánico son los siguientes:
  • Control de la condensación: El aislamiento minimiza la condensación y el potencial de crecimiento de mohos manteniendo la temperatura de la superficie por encima del punto de rocío del aire circundante.
  • Conservación de la energía: Minimizando ganancia/pérdida de calor no deseada desde sistemas.
  • Seguridad contra incendios.
  • Protección contra la congelación: Se minimiza la energía requerida para distribuir el calor y/o prevenir la condensación en caso de que falle el sistema.
  • Protección de las personas: Control de las temperaturas de superficie para evitar quemaduras de contacto (calor o frío).
  • Control de procesos: Minimizar cambios de temperatura en procesos donde se necesite un control cercano.
  • Control del ruido: Reducir/controlar ruido en sistemas mecánicos.
Consideraciones de diseño en los sistemas de aislamiento

Al diseñar sistemas de aislamiento debemos tener en cuenta especialmente las siguientes consideraciones de diseño sobre las que prestar atención:
  • Abusar de la resistencia.
  • Corrosión bajo el aislamiento.
  • Calidad del aire interior.
  • Mantenibilidad.
  • Consideraciones regulatorias.
  • Servicio y localización.
  • Vida de servicio.
El diseño de sistemas de aislamiento puede ser complicado pues en algunos proyectos el diseño del aislamiento debe satisfacer múltiples objetivos de forma simultánea. Por ejemplo, el objetivo puede ser proporcionar el espesor más económico de aislamiento y evitar la condensación en superficie en una línea de distribución de agua fría. Una línea de agua fría puede además pasar a través de varios espacios dentro del proyecto. Por ello los espacios pueden tener diferentes temperaturas y condiciones de humedad. Es probable que diferentes materiales aislantes, espesor, y cobertura sean requeridos en una única línea. Ya que los proyectos pueden implicar muchas líneas de distribución operando a diferentes temperaturas de servicio en varias condiciones ambientales, es obvio que los proyectos deben estudiarse de forma sistemática.



OBJETIVOS DE DISEÑO

a) Control de la condensación
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En sistemas por debajo de la temperatura ambiente, a menudo se pasa por encima el control de la condensación. El problema puede estudiarse mejor si se separa como dos cuestiones independientes: 1) Evitar la condensación de superficie en la superficie exterior del sistema de aislamiento y 2) minimizar o gestionar la intrusión del vapor de agua.

Evitar la condensación de superficie es deseable para prevenir corrosión que pueden producir las superficies húmedas, minimizar el crecimiento del moho y evitar tensiones y posibles daños a la camisa exterior.

El propósito del diseño es mantener la temperatura de la superficie por encima de la temperatura del punto de rocío del aire circundante. El cálculo de la temperatura de la superficie es relativamente simple pero la selección de las condiciones de diseño apropiadas son a menudo confusas. Las condiciones de diseño apropiadas son normalmente la peor condición esperada para la aplicación. Para el control de la condensación, sin embargo, es a veces imposible la condición del peor caso. El problema es que cuando aumenta la humedad relativa el espesor requerido para prevenir la condensación crece dramáticamente, y es impracticable por encima del 90 % HR.
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En las aplicaciones en exterior Owen espacios ventilados hay siempre unas horas al año en las que la temperatura ambiente está casi saturada. En esos periodos, ninguna cantidad de aislamiento o previene la condensación en superficie.
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En aplicaciones en el exterior se sugiere diseñar para una humedad relativa del 90 %.
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Diseños en interior debe tenerse en cuenta que las condiciones de las cargas pueden originar aumento en los niveles de humedad relativa, y durante los fines de semana las condiciones pueden ser lo más severas.
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Otra importante consideración de diseño es minimizar o gestionar la intrusión del vapor de agua.
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La intrusión del vapor de agua es extremadamente importante en tuberías y equipos que operen por debajo de la temperatura ambiente. Problemas relacionados con el agua incluyen pérdidas de rendimiento térmico, problemas de salud y seguridad, degradación estructural, y asuntos estéticos. La entrada de agua en el sistema de aislamiento puede ser a través de la difusión del vapor de agua, pérdidas de aire que te ven vapor de agua, y pérdidas de agua de superficie.
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Durante los periodos en los que la temperatura de operación está por debajo del punto de rocío del aire ambiente circundante, hay una diferencia en la presión de vapor de agua del sistema de aislamiento. Esta diferencia de presión de vapor sirve para impulsar la difusión del vapor de agua desde el ambiente hacia la superficie fría. Las tuberías y equipos típicamente crean una barrera absoluta al paso del vapor de agua, así que cualquier diferencia de presión de vapor y puesta al sistema de aislamiento resulta en potencial de condensación dentro del aislamiento o en la superficie fría.
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Hay varios principios fundamentales de diseño que se utilizan para gestionar la intrusión del vapor de agua. Un método es reducir la fuerza de impulsión reduciendo el contenido de humedad del aire circundante. Ya que el diseñador del aislamiento típicamente no lleva un control de la localización de la tubería, conducto o equipo que va a aislarse, air oportunidades de ingeniería mecánica para influir sobre las condiciones ambientales. Ciertamente, la localización de las tuberías, conductos y equipos en partes no acondicionadas del edificio debe ser minimizada.


Otro método común es la aplicación de diseños de bloqueo de la humedad. El principio de bloqueo de la humedad se aplica a un diseño donde el paso del vapor de agua se elimina o minimiza a un nivel insignificante. El diseño debe incorporar lo siguiente: 1) un retardador de vapor con permeancia convenientemente baja 2) un sistema de sellado que mantiene la integridad del sistema de retardo del vapor y 3) acomodación para reparación de daños futuros.
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Bibliografía:
  • ASTM Standard Practice C 755 "Selecting Water Vapor Retarders for Thermal Insulation”
  • ASHRAE Handbook of Fundamentals.
  • ASHRAE Handbook - Refrigeration.
  • Mechanical Insulation Design Guide - Design Objetives