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Consideraciones en el diseño de sistemas

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Ya sea en oficinas, espacios residenciales, entidades de gobierno, zonas comerciales, entre otros, la instalación de sistemas de acondicionamiento deberá cumplir con diversos aspectos que aseguren su éxito. Para ello, será imprescindible tomarlos en consideración a fin de evaluar cuál es su aplicación ideal

 

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Evaluación. El proyecto de AA debe iniciar con el análisis de las condiciones climatológicas de la región donde se ubicará

El desarrollo de cualquier sistema de aire acondicionado debe, en primera instancia, atender las necesidades de los clientes; así como valerse de la ingeniería adecuada con el objetivo de proponer un sistema que cumpla, desde el inicio, con los requerimientos del proyecto.

En este sentido, los parámetros climatológicos son relevantes, ya que inciden directamente en el confort humano. Éstos se pueden conocer, por ejemplo, a través de la información que proporcionan la American Society of Heating, Refrigerating and Air conditioning Engineers (ASHRAE) a través del documento ASHRAE Fundamentals; el Servicio Meteorológico Nacional o de la Asociación Mexicana de Empresas del Ramo de Instalaciones para la Construcción (AMERIC). Aunado a este factor, habrá que considerar las temperaturas de cálculo, a fin de conseguir las medidas del equipo promedio.

Para diseñar el aire acondicionado del inmueble se debe partir de las condiciones climatológicas exteriores, que básicamente son las condiciones de diseño exterior e interior, ya que, considerar las temperaturas extremas devendrá en equipos más grandes, lo que generará mayor inversión y mayor consumo eléctrico; en otras palabras, un sistema de aire poco accesible.

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Para realizar un cálculo confiable de la carga térmica, que incide en la elección de los sistemas de calefacción y refrigeración, se tendrá que llevar a cabo un análisis de las condiciones del espacio en el que se instalará el proyecto o área a acondicionar, para tal efecto, es necesario iniciar con las características geográficas donde se ubicará la obra.

Consideraciones interiores de diseño
Se establecen con la carta de comodidad, también llamada carta de comodidad térmica. Además de ésta, existen tablas que señalan las temperaturas tanto del bulbo seco, como del húmedo; al igual que la humedad relativa recomendada según las condiciones de aplicación interior; asimismo, la temperatura exterior.

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Gráfica de confort (ASHRAE)

Ubicación del proyecto
En esta etapa es necesario detallar la ubicación del proyecto, con su latitud, longitud, altura sobre el nivel del mar y presión barométrica junto con el rango diario. Deberán estimarse las condiciones interiores y exteriores de diseño de cálculo para las temporadas de verano e invierno, las cuales serán determinadas por las temperaturas del bulbo seco, la humedad y la humedad relativa, en el caso de las primeras; y por las temperaturas de bulbo seco y humedad relativa, en el de las segundas.

Requerimientos de ventilación
Estos parámetros van acorde a los parámetros establecidos por la ASHRAE Ventilation for acceptable indoor air quality aplicables a sistemas de aire acondicionado. Cabe resaltar que es necesario tomar en cuenta la ventilación por área y / o por persona, esto hará que sea más sencillo proporcionar aire fresco y evitará la concentración de CO2, que es poco óptima.

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Rangos aceptables de temperatura y humedad

Requerimientos de filtración
Ya sea un espacio residencial, una oficina o un local de servicios, se estimará la filtración de aire según las necesidades del proyecto, para lo que habrán de describirse todos los niveles, desde el menor hasta el de mayor eficiencia, poniendo especial énfasis en el método de prueba respectivo; también es importante la presión estática final de cada filtro con los filtros sucios, así, al darse esta condición, se tendrá la potencia del motor suficiente para filtrar el aire.

Personas
Se tomará en cuenta la cantidad de personas por cada local o zona de acondicionamiento, así como la actividad que se desarrollará en cada espacio; también aspectos como la cantidad de personas fumadoras, pues esto hará que la calidad de aire interior se vea o no comprometida.

Cabe destacar que en cada aplicación dicho factor tomará mayor o menor peso según el espacio. En cines, por ejemplo, variará la cantidad de usuarios y el tiempo que éstos permanezcan en el recinto climatizado.

Disipación térmica de iluminación
Se refiere al tipo de iluminación por cada local y su disipación respectiva; al tipo de instalación, si es oculta o visible, así como al factor de disipación por balastra, en caso de tenerla.

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Diseño. El material, la forma y la clasificación de la ductería incidirán en el mantenimiento que se programará y en el apoyo que brindará al sistema

Disipación térmica de equipos
La disipación de calor generado por cada equipo y cada sistema deberá considerarse, por lo que los equipos con dispositivos eléctricos, de vapor, de combustión, motores, equipo electrónico y aparatos especiales con disipación térmica serán evaluados. El éxito del proyecto dependerá de cada local y de su disipación respectiva.

El funcionamiento continuo o parcial de los equipos en las áreas acondicionadas permitirá obtener resultados congruentes en la estimación de cargas térmicas.

Otro elemento significativo es el anclaje para equipos de aire acondicionado con base, ya sea de concreto o estructural. En este punto será necesario definir los soportes para los ductos, tanto externos tipo estructural, como internos tipo colgantes.

Un indicador más por evaluarse es el de servicio de energía eléctrica, debido a que el tipo de alimentación eléctrica con el cual cuenten los equipos de aire acondicionado podrá influir en el calor que los impacte, sobre todo, en el rendimiento que puedan tener durante su vida útil. Por lo tanto, voltaje, fases y ciclos, así como la potencia de los equipos, tendrán que medirse y compararse en la etapa de prediseño de los sistemas de acondicionamiento.

En el diseño de sistemas se tomará en cuenta el drenaje para los equipos de aire acondicionado, señalando con precisión el tipo de material y el diámetro correspondiente en cada equipo. Además, es importante definir el tipo de instalación, a fin de indicar si es necesaria la presurización; de ser así, habrá que considerar la NFPA 74, norma establecida por la Asociación Nacional de Protección contra el Fuego (NFPA, por sus siglas en inglés), o en su defecto, los códigos nacionales aplicables.

Hay que resaltar que la presurización evitará que se infiltre aire del exterior, el cual, posteriormente, puede influir, tanto en las condiciones interiores, como en la entrada de polvos o gases.

Proporcionar una óptima calidad de aire interior requerirá la implementación de cambios de aire, ya sea por ventilación natural o forzada, acordes a las normas nacionales aplicables en el país, contemplando normativas de trabajo o certificaciones internacionales.

Usualmente, las tomas de aire exterior habrán de cumplir con ciertas medidas de seguridad para garantizar que el aire que entre se encuentre libre de tóxicos; en este sentido, se tendrá que realizar un diseño de la filtración en la toma de aire exterior y, de ser necesario, se instalarán filtros que eviten la introducción de polvo a una red de ductos de retorno.

Por su parte, la acústica en los sistemas de aire acondicionado también deberá proporcionar confort, así como cumplir con los estándares de ambiente interior; por tal motivo, será necesario indicar el nivel de ruido de los equipos que integrarán el sistema.

En cuanto al material, la forma y la clasificación de la ductería, éstos incidirán en dos aspectos principales: el mantenimiento que se programará y el apoyo que proporcionará al sistema, tanto en aspectos de acústica, como de presión, sea en sistemas de aire acondicionado de expansión directa o de agua helada.

Considerar las bases de diseño de un proyecto de aire acondicionado, analizar los planos arquitectónicos, estructurales y eléctricos, al igual que la orientación geográfica y las condiciones climatológicas promedio para el cálculo, permitirán que se realice un examen de la capacidad de los equipos de aire acondicionado, documento que finalmente establece los parámetros para definir el sistema de acondicionamiento que se tendrá. Cualquier modificación a las condiciones iniciales la tendrán que llevar a cabo el cliente, el ingeniero y el diseñador.

Infraestructura para el resguardo de información

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El crecimiento de las tecnologías de la información es innegable y con éste el despliegue de proyectos de centros de datos. ¿De qué forma se pueden enfriar estos sitios, sin que represente costos de operación elevados? En el mercado existen diversas soluciones que pueden ayudar a los instaladores y operadores a resolver el problema

 

Los centros de datos requieren equipos que respalden, protejan y administren energía, así como soluciones de enfriamiento que mantengan servidores, switches, equipos de telecomunicaciones o incluso de videovigilancia a una temperatura estable. Además, deben canalizar el exceso de humedad dentro de la instalación hacia el exterior, característica muy importante de estos sistemas por la importancia que tiene actualmente el tipo de información que resguardan.

En este sentido, mantener la temperatura adecuada es indispensable, sobre todo en temporada de lluvias, pues su incremento puede generar mayor humedad y ocasionar que el funcionamiento de los equipos dentro del site se vea afectado e incluso dañado.

Enfriamiento móvil
La tecnología con la que operan algunos sistemas de aire acondicionado de gabinete está basada en un compresor de corriente directa de velocidad variable; es decir que el equipo cuenta con un inversor que convierte la corriente alterna en corriente directa.

Dado que el compresor es de velocidad variable en el arranque, la demanda de corriente eléctrica es mucho menor, lo que permite tener un ahorro significativo en el consumo de energía eléctrica (a diferencia de los tradicionales que funcionan con corriente alterna, lo que hace que la energía necesaria para iniciar su operación sea muy elevada).

El ahorro de energía es otro factor que debe tomarse en cuenta respecto del uso de equipos de enfriamiento para estos sitios y, en general, para los nuevos proyectos. Esto se puede lograr al realizar un buen estudio de campo para la construcción del centro de datos, en donde se dimensione adecuadamente el tipo de equipos que se instalarán, como ahorradores de energía, ecológicos, trifásicos, etcétera. En el caso específico de los aires acondicionados, seleccionar aquellos que ahorren energía y puedan ser monitoreados remotamente es la mejor opción.

Al utilizar enfriadores portátiles, por ejemplo, es recomendable dirigir el sistema de enfriamiento a zonas específicas de calor y enfriar aquellos dispositivos que generan más calor para que el aire fresco circule a través de ellos y salga expulsado por la parte posterior del gabinete o rack. Esto se debe hacer sin olvidar que el aire caliente tiene que salir al exterior del centro de datos para que no se genere más humedad.

Además de proveer movilidad, otra ventaja de estas soluciones de aire acondicionado es su bajo costo, no sólo en precio, sino en aspectos de inversión en infraestructura, ya que no se requiere hacer otro gasto para aditamentos especiales que ayuden a desechar el agua condensada que se genera, o la construcción de pisos falsos y conexiones especiales. En caso de emergencia o de falla en algún otro aire acondicionado, también es posible utilizar este tipo de equipos.

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Temperatura. El control de este parámetro es uno de los aspectos más importantes, dado que el calor es uno de los principales enemigos de los sistemas electrónicos. La administración remota permite controlar, gestionar y enviar notificaciones antes de que se rebasen los niveles establecidos

Otro de los aspectos que debe cuidarse en este tipo de aplicaciones son las condiciones de temperatura. Justo ahí reside la importancia de tener sistemas administrables, pues se tendrá que cuidar que se mantengan en los parámetros ideales establecidos en el centro de datos. Administrar, por lo tanto, permitirá controlar, gestionar y enviar notificaciones al operador sobre las condiciones de temperatura en que se encuentra el site, para que desde un lugar remoto pueda evaluar y hacer las correcciones en el funcionamiento del sistema de aire acondicionado.

En este sentido, el manejo a distancia de la temperatura en el site permitirá al administrador el ahorro en traslado y la protección tanto de los equipos instalados como de la información de la empresa que se almacena en los servidores.

Optimizar recursos humanos, tecnológicos o económicos son puntos que toda empresa debe tomar en cuenta para cuidar sus finanzas. Por ello, el recurso del monitoreo remoto de los equipos a través de un software puede ayudar bastante a los administradores del site, quienes podrán mejorar el manejo y el desarrollo tecnológico de la compañía. Además, el cuidado de la información que se resguarda es una garantía que se tiene con los clientes, por lo que también representa ventajas financieras a la hora de concursar por un proyecto.

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Optimización. El monitoreo remoto de los equipos a través de un software puede ser de gran ayuda para los administradores del site, quienes podrán mejorar el manejo y el desarrollo tecnológico de la compañía

Protección al medioambiente
Mientras más intenso sea el trabajo de un centro de datos, serán más grandes sus partes, como el gabinete de cableado de redes o la sala de servidores; por tanto, se calentará más, conduciendo a una operación ineficiente, con desempeño debilitado y costos de enfriamiento aumentados. De hecho, el enfriamiento puede consumir más de la mitad de la energía usada por una instalación de alta densidad.

Además de valorar el ahorro en el consumo eléctrico de los aires acondicionados, es importante verificar que los equipos cumplan con normas que protejan a las personas y al medioambiente, por ejemplo, RoHS y el tipo de refrigerante R-410A ecológico, donde ambos cubren los estándares ecológicos mundiales.

Cuando se utilizan enfriadores portátiles, es muy recomendable dirigir el sistema de enfriamiento a zonas específicas de calor, como se mencionó anteriormente. Además, es importante hacer un análisis del flujo de aire caliente y frío, es decir, en vez de que se inyecte aire frío a todo el site, es preferible que entre a aquellos dispositivos que generan más calor para que el aire fresco circule a través de ellos y salga expulsado por la parte posterior de éstos y del gabinete. Otra situación importante que se debe realizar es canalizar el aire caliente hacia el exterior del centro de datos.

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Focalizado. Cuando se utilicen enfriadores portátiles, es recomendable dirigir el sistema de enfriamiento a zonas específicas de calor y realizar un análisis del flujo de aire caliente y frío

Negocio en enfriamiento
Los beneficios de contar con este tipo de tecnología para integradores o distribuidores es que enriquecerán su portafolio de soluciones y obtendrán un rápido retorno de inversión; al mismo tiempo, pueden acceder a capacitación comercial como técnica para implementar esta solución en ambientes que lo requieran y podrán especializarse en sistemas de enfriamiento para que de esta manera se ofrezca la solución más adecuada a la necesidad de los clientes. Por ejemplo, brindarle confianza y seguridad al cliente de que los sistemas de aire acondicionado cumplen con la norma RoHS y que sus refrigerantes satisfacen los estándares ambientales mundiales (R-410A), así como nuevas tecnologías que permiten el ahorro en el consumo de energía, son parte de las estrategias para ganar propuestas de negocio mientras se planea acondicionar algún centro de datos.

Como se ha dicho, enfriar y mantener a una temperatura estable tanto dispositivos como el área donde se almacenan es una de las principales necesidades de quien diseña y administra estos espacios; pero también mantener resguardada y segura la información es otra de las prioridades que no debe pasar inadvertida.

Parte de esta seguridad es mantener la temperatura estable del site, integrando equipos adecuados al diseño y a las necesidades de espacio de la empresa. Hay que recordar que la información contenida en los servidores o en las computadoras que utilizan los trabajadores de las empresas tiene un gran valor que generalmente no se considera importante, hasta que se ve una falla o se llega a perder la información. Contar con dispositivos que tengan capacidad de monitoreo remoto es una alternativa que varias empresas han adoptado tras conocer los beneficios de administrar un centro de datos de una ciudad a otra, así como reconocer que han tenido ahorro por los costos de no trasladar al administrador del sitio de una zona a otra.

Algunos sistemas de aire acondicionado cuentan con paneles de control LCD y una interfaz de red que proporciona monitoreo, control local y remoto de temperatura, humedad, velocidad del ventilador, alarmas y registro mediante botones del panel frontal, o a través de SNMP, Internet, Telnet/SSH o Modbus. Todas estas capacidades permiten mantener el correcto funcionamiento de equipos de misión crítica; sin embargo, se deberá elegir la opción más conveniente para la aplicación.

Por ello, es importante proteger los equipos desde su interior a través de firewalls, antivirus, etcétera, y en la parte exterior con racks, gabinetes, UPS y sistemas de aire acondicionado que ayuden a mantener su operación en óptimas condiciones. En todo momento se debe procurar que no se detenga su funcionamiento y que no se pierdan los datos o la información.

De esta manera, se pueden salvar muchas horas de trabajo y gigas de información de las empresas, sólo por contar con sistemas de aire acondicionado capaces y adecuados para enfriar correctamente un site. Al momento de diseñar, una pregunta indispensable es ¿qué vale más: los equipos o la información de la empresa? La respuesta: ambos, pues al proteger y operar los equipos se podrá garantizar el resguardo de la información.

Integración de tecnologías evolución de la refrigeración

Las tecnologías aplicadas en equipos de refrigeración comercial ligera y su integración en la oferta de soluciones han atravesado un proceso de evolución, principalmente entre compresores, micromotores y controladores, que ha impactado en algunos de sus principales componentes.

 

No hay como escapar. La energía está en todos los aspectos de nuestras vidas; incluso cuando dormimos, el refrigerador está funcionando, el aire acondicionado nos permite una noche de sueño tranquila y confortable; durante el desayuno, el microondas calienta la comida, el coche nos lleva hasta el trabajo y para todo esto alguna forma de energía es necesaria.

No todas las fuentes de energía son renovables e incluso las renovables tienen algún impacto ambiental. Mucho se comenta hoy de buscar opciones sostenibles para la refrigeración y la ventilación, como consumos energéticos menores, refrigerantes ecológicos, materiales reciclables, entre un sinfín de posibilidades para hacer más eficaces los equipos de refrigeración.

Por tal motivo, los diferentes componentes de estos sistemas han experimentado transformaciones que pretenden mejorar su funcionamiento y ofrecer versatilidad para su utilización en las distintas aplicaciones de la industria.

1 Evolucion de eficiencia en sistemas de refrigeracionEvolución de eficiencia en sistemas de refrigeración

 

 

 

 

 

 

Compresores
Los compresores son los componentes de los refrigeradores comerciales que más impactan en el consumo energético; por tanto, son el principal ítem que puede aumentar la eficiencia del refrigerador y de los equipos de refrigeración, mediante la simple sustitución de un compresor de baja eficiencia por otro de mejor rendimiento.

En la figura 1 se muestra la evolución de la eficiencia de los compresores en los últimos años y cuáles se están utilizando hoy en la industria.

Actualmente, la industria de la refrigeración comercial ligera aplica por lo general compresores con eficiencia desde 4.5 hasta 5.4 BTU/Wh, medidos en condición ASHRAE LBP, y esto representa una gran evolución en términos de consumo energético; no obstante, compresores con este nivel de eficiencia no deben de atender por mucho tiempo los requisitos que grandes especificadores y agencias gubernamentales precisan.

La figura 1 muestra que, normalmente, los compresores de refrigeración doméstica presentan niveles de eficiencia mayores que los compresores aplicados en la refrigeración comercial. Asimismo, existen cuestiones técnicas que impiden la aplicación de compresores usualmente destinados a aplicaciones domésticas en la refrigeración comercial.

Una característica diferente entre compresores domésticos y comerciales son los torques de arranque y funcionamiento, ya que en los comerciales estos torques son más altos para garantizar que el compresor, y por consecuencia el refrigerador, no tenga problemas de arranque y protección en campo.

Micromotores
Hasta la década de 1990, los motores eran definidos como componentes que tenían el objetivo de proporcionar flujo de aire para facilitar el intercambio de calor entre evaporador y condensador, y representaban una pequeña parcela en el consumo energético total del refrigerador; por ello, no era priorizado en proyectos de ahorro energético, y sólo mostraban dominio en el mercado de los motores de polo sombreados.

Con la evolución de los compresores, que mejoró su eficiencia, el consumo de los motores del evaporador y del condensador se tornó más eficiente. A principios de la década del 2000, los motores Electrónicamente Conmutados (EC) empezaron a aplicarse con frecuencia cada vez mayor, debido a su bajo consumo energético y una vida útil muy superior, en comparación con los motores de polo sombreado.

 

comparativo entre motoresComparativo entre motores EC y de inducción

 

 

 

 

 

 

 

Puede verificarse en la figura 2 que los motores EC proporcionan una ganancia directa en eficiencia, por tener uno consumo de potencia mucho más bajo que los motores de polo sombreados y proporciona además una ganancia indirecta por generar mucho menos calor, ya que en las aplicaciones del evaporador muestra reducción en el trabajo del compresor para retirar el calor generado internamente.

Otro factor que impulsa la aplicación de motores EC está relacionado con su tiempo de vida útil, muy superior en comparación con los de polo sombreados, pues la vida útil de éstos alcanza aproximadamente 25 mil horas, mientras que los motores EC presentan una vida útil de entre 70 mil y 90 mil horas

Además de ser más eficientes y perdurables, los motores EC proporcionan a los proyectistas de refrigeradores otras posibilidades, como trabajar en la velocidad exacta que el sistema de refrigeración necesita o incluso variar esta velocidad de acuerdo con alguna necesidad del proyecto, haciendo que la ganancia en ahorro energético sea aún mayor.

Controlador electronicoControlador electrónico

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Controladores
Los controladores electrónicos, de manera similar a los motores EC, tuvieron un aumento exponencial en su aplicación desde finales de la década de 1990 y llegaron como un nuevo componente para aumentar la confiabilidad y la eficiencia de los refrigeradores.

En este periodo, los termostatos (mecánicos o electrónicos) no cumplían con los requisitos de una nueva generación de refrigeradores que buscaban mayores beneficios de los que ofrecían estos componentes. Las ensambladoras de refrigeradores comerciales buscaban un termostato que, además de controlar el funcionamiento de los componentes según la temperatura interna, fuera más inteligente y decidiera bajo parámetros de funcionamiento cómo hacer trabajar al refrigerador.

Hoy, los controladores, además de las funciones naturales de los termostatos (accionar compresor, micromotor y resistencias eléctricas), permiten controlar todo en los refrigeradores, al verificar la mejor hora para el deshielo, decidir si es necesario cambiar el set-point de temperaturas para que el producto esté más frío o para que el refrigerador entre en modo nocturno y reporte ahorros de energía, al hacer compresores y motores trabajar menos y apagar o disminuir la intensidad de las luces.

Estos controladores pueden aprender el funcionamiento del lugar y cambiar los parámetros de operación para ajustarse automáticamente a las condiciones ambientales y a la demanda del establecimiento; incluso, si algo cambia en estas condiciones, busca una nueva mecánica de trabajo que permite mantener el producto refrigerado en las mejores condiciones de consumo.

Estas características abren una nueva posibilidad de evolución en los refrigeradores, pues estos controladores ahora integrarán mejor las tecnologías involucradas en el refrigerador y permitirán un nuevo salto tecnológico.

La evolución de los sistemas de refrigeración está estrechamente relacionada con las líneas de investigación tecnológica para el desarrollo de sistemas más eficaces. En la edición anterior se consideraron algunos de los componentes que han atravesado mayores modificaciones y su impacto en el desempeño de los sistemas. Esta vez, se revisaran algunos aspectos que también deben tenerse en mente para la integración de las tecnologías y sus avances.

Mediante la integración de tecnologías y el uso de controladores es posible elegir rutinas de trabajo que garanticen un buen desempeño y la eficiencia del sistema.

 

Integracion de tecnologias evolucion de la refrigeracion 2a parte

 

Los primeros controladores electrónicos representaron una revolución para los refrigeradores comerciales ligeros, pero ahora la industria está lista para dar un paso adelante, que es integrar de manera más inteligente todas las tecnologías, con el fin de llevar el refrigerador a una condición de trabajo más eficiente y menos agresiva para los componentes.

Como se revisó en la primera parte de este tema, en épocas pasadas los compresores comerciales tenían como regla general una eficiencia inferior en comparación con los utilizados para la refrigeración doméstica. Eso se debía, principalmente, a que la aplicación comercial solía ser mucho más rigurosa.

La experiencia de años como trabajador en una empresa de fabricación de compresores permite observar que siempre que se enviaba una solicitud para diseñar un nuevo motor para un nuevo compresor comercial, los ingenieros eléctricos contestaban de la siguiente manera a la solicitud de mejorar la eficiencia: “Si se reducen los requisitos de arranque es posible aumentar la eficiencia”. En resumen, para mejorar la eficiencia de los compresores es necesario que los proyectos de los refrigeradores se evalúen para dejar la aplicación menos dura al compresor.

Abajo se verificarán algunas condiciones de aplicación en las que se analizan los momentos más críticos del instante en que el compresor arranca y que pueden llevarlo a no arrancar, no tener torque suficiente para pasar los picos de presión y detenerse (stalling), o simplemente protegerse.

En la Figura 1 se incluye una gráfica que representa el momento en que el compresor arranca en un sistema de refrigeración que tiene como elemento de control un tubo capilar. La curva de stalling del compresor representa condiciones de presión en las que el compresor no tiene torque para trabajar y simplemente para y después se protege.

F1 Representacion del arranque de un compresorFigura 1.Representación del arranque de un compresor

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Momento 1. En este momento, el compresor está apagado, con las presiones ecualizadas, y hoy casi todos los controladores tienen rutinas que garanticen el arranque con presiones siempre ecualizadas; pero otra posible mejora es buscar una operación más adecuada para el refrigerador, que permita disminuir la carga de refrigerante de modo que se disminuya la presión ecualizada del refrigerador.

La determinación de la carga de refrigerante se realiza considerando las condiciones de aplicación extremas, como alta temperatura ambiente, alta carga de producto por refrigerar, entre otras; pero, con estrategias de funcionamiento del compresor y un motor EC (para variar velocidad), es posible disminuir el impacto de estas variantes y tender a aplicar cargas de refrigerante más bajas.

Momento 2. El tiempo entre el punto uno y el dos son solamente 10 o 15 segundos, pero la curva entre estos puntos normalmente pasa muy cerca de la curva del compresor y por eso es crítico para el sistema de refrigeración.

Para evitar problemas y lograr que la curva del refrigerador se aleje de la del compresor, el controlador puede bajar la velocidad del motor EC del evaporador para que la temperatura de evaporación baje con mayor rapidez.

Esto pasa solamente por algunos segundos, pero genera una mejoría en la confiabilidad del compresor y puede permitir a la industria de compresores proyectar sistemas más eficientes. Si además de la variación de la velocidad del motor EC, es posible variar la velocidad del compresor, resultaría factible encontrar la mejor condición de trabajo para este esquema.

Momento 3. El tiempo entre el punto dos y el tres depende de la situación. Si el refrigerador está caliente internamente, con la misma temperatura que el ambiente externo, este tiempo lleva aproximadamente 1 hora; si el sistema está funcionando bajo condiciones normales, después de un deshielo por resistencia, puede llevar de 10 a 20 minutos; durante el ciclado normal, toma cerca de 1 minuto.

Las estrategias para disminuir la presión de pico de descarga (punto 3) y alejarse de la curva del compresor son aplicar un condensador más eficiente, en el momento de pico hacer el motor EC trabajar con una velocidad más alta y disminuir la carga de refrigerante.

Éste es el momento en el que un controlador con integración de tecnologías puede ayudar al sistema a mejorar su eficiencia, pues permite cambiar la velocidad del compresor, la velocidad del motor EC del condensador y del evaporador, y volver al sistema de refrigeración más eficiente, con lo que es posible aplicar compresores de mayor eficiencia. Este tipo de integración de tecnologías necesita de un controlador más inteligente que evalúe estas cuestiones y elija una rutina para garantizar eficiencia.

Con este tipo de aplicación, el ensamblador del refrigerador, los proveedores de compresor, motor EC, controladores, iluminación y resistencias eléctricas tienen que trabajar en conjunto para que el resultado final arroje los mejores resultados posibles. Los controladores actuales representaron una evolución importante para la industria de la refrigeración, pero ahora es necesario enfocarse más en los detalles, buscar nuevas oportunidades de rutinas que permitan un nuevo salto en ahorro energético y, junto con una evolución en la confiabilidad, que otorgue a todos los componentes una vida útil más prolongada.

Garantía de productos, factor esencial en retail

 
México es uno de los 15 países que producen mayor cantidad de alimentos, según la ONU éstos llegan a 45 países y a 1000 millones de consumidores
México es uno de los 15 países que producen mayor cantidad de alimentos, según la ONU éstos llegan a 45 países y a 1000 millones de consumidores

El retail es de los pocos sectores que ha mantenido crecimiento en el país. Esto demanda mayor oferta de servicios, sobre todo de cadena de frío, considerando que el consumo de alimentos frescos es una de las principales demandas que el sector debe cubrir, para mantener al usuario satisfecho

¿Cómo sería la vida sin la oportunidad de comer frutas y vegetales frescos?, ¿qué pasaría si sólo se pudieran conseguir ciertos productos por región y temporada?, ¿cómo disfrutar de un helado en una zona cálida?, ¿que conseguir tulipanes fuera una ardua tarea, ya que éstos no se producen en la región? Si se plantean estas posibilidades a los consumidores, de inmediato reflexionarían sobre lo que es necesario para tener todos estos productos.

Actualmente, los usuarios de este tipo de servicios esperan encontrar en los supermercados una variedad de frutas, vegetales y otros alimentos, sin importar la temporada del año y a precios accesibles, que no hagan gran diferencia respecto a los productos de temporada. Esto es posible gracias al transporte refrigerado y a la refrigeración, los cuales se han convertido en elementos críticos al proveer productos frescos y nutritivos a buenos precios.

Alimentos congelados, la nueva demanda

Algunos alimentos, como las frutas y verduras, requieren de un manejo y transporte específico, lo que puede resultar costoso; sin embargo, los detallistas saben que el transporte refrigerado es un gran mercado que no se puede dejar de lado.

Un estudio elaborado por Master Research, en 2012, señala que alrededor de 96 % de los hogares mexicanos que cuenta con refrigerador compra, por lo menos una vez a la semana, un alimento congelado, o para guardar en el congelador. La firma de investigación añadió que los productos de mayor consumo son frutas y vegetales frescos o alimentos precocidos, seguidos de papas para freír, helados, carnes y pescado preparados.

Por supuesto, México es una muestra de una tendencia que ocurre a nivel global. De acuerdo con un reporte de Transparency Market Research, el sector de los alimentos congelados podría crecer hasta 30 por ciento, de 2013 a 2019.

Esto es de suma importancia, pues hace algunos años aún había cierta resistencia a consumir este tipo de productos, ya que muy pocas personas confiaban en la calidad de los alimentos congelados. Con el paso de los años, y gracias a las innovaciones científicas y tecnológicas en la cadena de frío, la experiencia del consumidor ha mejorado y con ello la demanda ha crecido.

Sin duda, uno de los grandes desafíos para el retail, en la cadena de frío, es prolongar al máximo el tiempo de vida de productos frescos y congelados, con el fin de atender la demanda de sus consumidores. Esto se verá reflejado en la lealtad de sus clientes y en mayores ventas.

La columna vertebral de la cadena de frío es el transporte refrigerado, el cual hace posible que grandes cantidades de productos perecederos se transporten y distribuyan de un lado a otro, incluso a mercados lejanos, mientras que conservan su composición y calidad. Sin estas soluciones en la logística, la venta de los productos estaría restringida a su lugar de cultivo o producción, o bien, su costo de transportación sería muy elevado. Por esta razón, es importante poner mucha atención en los proveedores involucrados en esta parte de la cadena de frío, así como en los recursos tecnológicos utilizados para tal función.

En la actualidad, hay una variedad de proveedores con una completa gama de productos y soluciones para la industria del transporte a temperatura controlada. Algunos de ellos responden a las necesidades de sus clientes, pues gracias a su tecnología e innovaciones hacen posible transportar alimentos perecederos. De esta forma es posible llevar de un lugar a otro: carne, mariscos y otros productos alimenticios, así como flores y plantas, medicamentos, productos químicos, entre otros.

Un primer paso para estar a la vanguardia en esta área es, indudablemente, buscar y escuchar el consejo de los expertos. No basta con contratar a cualquier proveedor de la industria; es necesario tener la plena seguridad de que los productos son transportados con la mejor tecnología de refrigeración, lo cual dará la certeza de que los alimentos, por ejemplo, llegarán a los usuarios conservando la composición, calidad, sabor y valor nutricional con el que fueron producidos.

Una parte importante por considerar es que distintos tipos de productos requieren también temperaturas variadas, incluso sucede entre algunos vegetales, por lo que al ser movilizados en un mismo transporte refrigerado, necesitarán una solución adecuada para cada producto.

¿Qué se debe buscar en las soluciones de transporte refrigerado para productores y mayoristas?

El retail enfrenta un gran reto para atender la demanda de productos refrigerados y garantizar que el consumidor los encuentre en las mejores condiciones para su consumo. A la vez, debe estar alineado con el presupuesto y la rentabilidad de los productores y mayoristas, además de que se tendrá que cumplir con los reglamentos y normas que la industria requiere.

Hay organizaciones, como el Safe Quality Food (SQF) Institute, que cuentan con programas de certificación para alimentos de exportación, así se asegura que el producto está en perfecto estado a lo largo de toda la cadena de suministro. Además, al contar con una certificación de este tipo, se minimizan los riesgos sanitarios y de inversión que pudieran surgir.

Por ello, es importante tomar en cuenta los siguientes elementos para identificar las mejores soluciones de transporte que permitan reducir el consumo de energía, combustible y costos de operación, al tiempo que brindan estabilidad en la temperatura requerida por el negocio:

  • Tamaño. Hay pequeñas camionetas de reparto a domicilio, camiones de distribución urbana, o bien, tráileres, trenes y aviones para el transporte de cajas a temperatura única o multitemperatura, en caso de manejar diversos productos y en concordancia con las distancias
  • Sistemas de temperatura única. Ideales si su objetivo es transportar productos congelados o refrigerados que no requieren diversas temperaturas. Algunas marcas, además de ofrecer equipos con un rendimiento excelente, son amigables con el medioambiente
  • Sistemas multitemperatura. Una de las principales tendencias en el mercado del transporte refrigerado es la distribución multitemperatura, la cual permite trasladar en un mismo vehículo distintos productos de manera simultánea. Así, es posible movilizar, al mismo tiempo, productos congelados, refrigerados y hasta a temperatura ambiente
  • Sistemas criogénicos. El sector detallista tiene que cumplir con regulaciones ambientales específicas. Los sistemas criogénicos son ideales en esta situación, pues permiten el traslado de productos con el mayor control de emisiones de ruido y contaminación, aun si la unidad está funcionando a su máxima capacidad
  • Apoyo y mantenimiento. El proveedor de transporte refrigerado ideal debería contar con un servicio de soporte y mantenimiento que permita una resolución de cualquier tipo. Además, el proveedor debe estar disponible las 24 horas del día, 365 días del año y a lo largo y ancho del país, pues se trata de un proceso crítico que no se debe detener, pues de lo contrario afectaría toda la cadena de frío

Los anteriores son sólo algunos elementos a considerar; sin embargo, siempre se debe de tomar en cuenta que para cumplir con todo lo necesario en la logística de transporte de refrigeración se deben buscar soluciones que se adapten a las necesidades operacionales, permitiendo obtener ahorros en combustible, y que se puedan ajustar al cumplimiento de la normatividad.

Más importante todavía, los clientes agradecerán encontrar en cualquier tienda de autoservicio los productos frescos y refrigerados que buscan, con la calidad con la que fueron producidos o cultivados.

Esto no sólo traerá confianza a los usuarios finales, sino que hará que la dinámica comercial en este sector sea más competitiva. Con ello, la economía, los valores agregados a los productos que se manufacturan en México y la posibilidad de ofrecer garantías a las empresas que llegan al país, serán otros de los beneficios que tendrá una adecuada cadena de frío en el retail.

Reflexiones sobre inmótica: ¿qué falta por hacer?

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La aportación de los sistemas inteligentes a la edificación se ha vuelto casi imprescindible para las edificaciones de gran altura, dados sus aportes para el control de accesos, la seguridad y el bienestar de los ocupantes, todo ello con un consumo eficiente de la energía. El crecimiento de este ramo es un terreno fértil, pues sus posibilidades siguen aumentando

 

Tanto en Estados Unidos como en Europa, cuando comenzaron los ensayos de electrodomésticos de última generación y dispositivos automáticos para el hogar -como aire acondicionado y alarmas- se encontraron con una nueva disciplina arquitectónica encargada de los automatismos, a la cual se la llamó domótica.

Definir a un edificio como domótico implica que éste tiene automatismos integrados entre sí y relacionados con el usuario; además de que es capaz de gestionar sus acciones con el propósito de cumplir sus objetivos, que son, principalmente, lograr el máximo confort y conseguir la mayor economía, considerando la reducción de impactos ambientales.

La Asociación Española de Domótica e Inmótica (CEDOM), que reúne a todos los agentes del sector, define a la domótica como un sistema de control y automatización de funciones, basado en equipos que intercambian información e interactúan y que ofrecen al usuario prestaciones relacionadas con diferentes aspectos de la actividad cotidiana; se desarrolla en la vivienda y está dirigidos a mejorar la calidad de vida de las personas que la habitan. De esta manera, racionaliza los consumos en general, incrementa la seguridad y aumenta la comodidad.

Cuando se le encuentra incorporada al equipamiento de edificios de uso terciario o industrial (oficinas, edificios corporativos, hoteleros, empresariales y similares) se le denomina inmótica, dejando el término domótica para el sector residencial. Ahora bien, el avance tecnológico aplicado a los espacios de trabajo, específicamente desarrollados y diseñados para cada función, ha demostrado ser el responsable de generar un alto rendimiento laboral.

Si bien la situación de la energía es crítica en el mundo, la Unión Europea prescribe que no se disminuya la calidad del medioambiente interior, considerando que esto afectaría la salud, la productividad y el confort de los ocupantes, por lo que se detecta como una acción habitual el desarrollo de diseños con tecnologías, en la que se incluyan los sistemas necesarios a fin de lograr el confort de los trabajadores.

Confort, percepción e implicación económica
Si bien al confort se le define como un estado de completo bienestar físico, mental y social, se reconoce la intervención de una multitud de factores personales, por ejemplo, la respuesta a las sensaciones, las expectativas para el momento y el lugar considerado; además de los parámetros físicos, ya sean visuales, auditivos, térmicos u olfativos; todos ellos influyen, en menor o mayor medida, a que los usuarios perciban confort.

Hay otros agentes como la temperatura exterior o los parámetros ambientales del interior, así como la temperatura del aire, la temperatura radiante media, la humedad relativa del aire y la velocidad del aire que, sumados a los fisiológicos, al metabolismo y a la vestimenta, deben ser considerados por los sistemas inteligentes.

Si bien estos sistemas también consideran el accionamiento de parasoles y persianas, la iluminación, la cantidad de personas, entre otros, se ha comprobado que el usuario no es receptor pasivo de las condiciones alcanzadas; incluso, varios autores afirman que factores personales (constitución corporal, género e ingesta de alimentos) y parámetros del entorno inmediato (clima exterior) afectan la percepción térmica de las personas.

El arquitecto Ernesto Kuchen determinó en la publicación Spot-Monitoring zum thermischen Komfort in Bürogebäude que los usuarios manifiestan que “aún en espacios con condiciones térmicas constantes son capaces de experimentar procesos de adaptación, como por ejemplo: modificar los niveles de ropa, la posición de un termostato, controlar la apertura de puertas y ventanas, ajustar un parasol, etcétera, pudiendo aceptar condiciones térmicas que les son impuestas”, indica el experto en el documento publicado en 2009.

En concordancia con trabajos de Hellwig y Boestra, concluye que los usuarios no son receptores pasivos del ambiente térmico, sino que mantienen una actitud crítica que se traduce en la habilidad de adaptación.

Usuarios y sistemas, la interacción
Diversos estudios sugieren que proveer a los usuarios de la posibilidad de tener control sobre su ambiente interior aumenta el confort térmico y visual, incluyendo la satisfacción de la calidad del aire.

Asimismo, existe una tendencia aplicable a estos edificios inmóticos, que afirma que si van a delegar el control, hay ciertas condiciones que los usuarios consideran. Algunos autores, como Vastenburg, determinaron que los participantes están dispuestos a delegar el control para facilitar el uso de los sistemas, pero no quieren hacerlo en manos de complejos e impredecibles sistemas; es decir, desean interactuar con el sistema de control sin mayores dificultades.

El estudio del estado del arte permite suponer que para lograr el confort en las oficinas inmóticas se debería contemplar la actitud crítica de los usuarios y su voluntad de cambiar las condiciones de confort que le han sido determinadas. Esto se traduce en la habilidad de adaptación sumada a la interacción con los sistemas.

Sistemas inmóticos
En la mayoría de los edificios inmóticos se encuentran los siguientes subsistemas:

  • Subsistema de control y seguridad técnica: encargado de la vigilancia de personas y bienes, del control de acceso al edificio, de dar aviso a mantenimiento de fugas y fallos, así como a la detección y apagado de incendios
  • Subsistema ambiental: enfocado en la iluminación, la música o ambiente acústico y a la temperatura de confort del puesto de trabajo. Igualmente, atiende la regulación de la iluminación en función de la luz natural, gestiona zonas comunes y controla luces encendidas y el aire acondicionado
  • Subsistema automatización de la actividad: que fija el control de gestión, transmisión de datos, comunicación e intercomunicación entre dispositivos y con el usuario final; de manera general, es el encargado de la ofimática. Dentro de este subsistema interactúan otros sistemas, como soportes y redes para teleconferencias y transmisión simultánea, igualmente, la comunicación vía satélite; también se consideran los sistemas de archivos para guardado de carpetas como datos

La inmótica, con su aplicación de software y diseño arquitectónico específico resulta para todos los usuarios de oficinas una eficiente tecnología en los edificios; sin embargo, lo consideran algo promisorio, que necesita de más investigación y mejoras en la aplicación.

Existen voluntades de los usuarios que no se respetan o deberían mejorarse, así como hay diseños de sistemas aplicados que requieren evolucionar.

Sobre los procesos de adaptación que indica Kuchen, se determina que los usuarios tienen actitud crítica y voluntad de cambiar las condiciones de confort que le han sido determinadas, lo que se traduce en su habilidad de adaptación aunada a la interacción con los sistemas.

Será tarea de los profesionales proveer las posibilidades de implementar estas adecuaciones mediante el diseño de sistemas inmóticos (con interfaces) y la integración del diseño de sistemas con el diseño arquitectónico.

Perspectivas
A fin de adaptar este software a espacios de múltiples usuarios y múltiples actividades, quizás se requiera de sistemas de adaptación de confort individual, lo que significa algo más que poner a disposición unos dispositivos de interacción; de igual forma, se propone una solución que combine la programación automática, considerando variables de espacios más pequeños o variables de datos ingresados por los usuarios de ese sector.

Una situación particular en estos edificios se da en los sistemas de control de ingresos, ya que, sin duda, la seguridad es una preocupación para los administradores de edificios. Ante la demanda, los sistemas inmóticos ofrecen múltiples opciones.

No obstante, el avance de los sistemas inmóticos continúan incompletos: se han detectado algunos desencuentros entre la tecnología y el usuario, aspecto que ha provocado la necesidad de tecnología que permita la interacción y modificación de las condiciones dadas por los sistemas, algo que los usuarios están reclamando.

Con el propósito de estar preparado, es necesario considerar en el diseño la inclusión de más interfaces gráficas, la comprensión del usuario y, en consecuencia, definir la interacción con tales consideraciones, trabajando en un área de tecnología sumada a la sociología y al diseño.

Por ello, el diseño centrado en el usuario debería dejar de ser una utopía y convertirse en un tipo de proceso de diseño; asimismo, la integración de la tecnología desde el inicio de dicho proceso también debería considerarse necesaria, dejando de lado el diseño sólo estimado por profesionales.

Así, el diseño de los edificios inmóticos pasaría, entonces, a ser holístico y a considerar esa masividad de usuarios, con una resolución de problemas en múltiples niveles. Contemplar y diseñar incluyendo la singularidad es difícil, pero marca los nuevos objetivos. Sin duda, esta tendencia se encontrará en el avance que se espera de los sistemas, el diseño y el desarrollo de los ambientes inteligentes

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