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Industria bajo control

Según el INEGI, 12.2 millones de personas se desempeñan en el sector secundario o industrial
Según el INEGI, 12.2 millones de personas se desempeñan en el sector secundario o industrial

La automatización es un signo de modernidad que ha traído beneficios en la producción industrial. Evitar errores, aumentar la precisión en algunos procesos o trabajar de forma continua son algunas de las ventajas que ha dado. Sin embargo, el modelado de sistemas sigue en manos del ser humano, ya sea eficientando los procesos o prediciendo posibles fallas en los equipos

Eréndira Reyes

Según el Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y Sistemas (IIMAS) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), la automática se define como el conjunto de métodos y procedimientos para la sustitución del operario en tareas físicas y mentales, previamente programadas. Así, la automatización debe entenderse como la aplicación de la automática al control de procesos industriales.

Este tipo de aplicación (la automática) ha tenido un gran número de cambios en la última década, pues los lenguajes y usos de los sistemas computacionales se han incrementado. Esto no sólo es válido para los sistemas de las grandes industrias, sino que ha trascendido a la operación de los corporativos, pequeños inmuebles e, incluso, a nivel casa habitación.

No obstante, si se habla de la automatización a nivel industrial, habrá que destacar que ésta tiene dos grandes vertientes: la de procesos y la de manufactura, esto es, que la automatización para la primera se manifestará en aquellos sectores cuya producción dependa de tiempos precisos en toda la cadena de producción. Por su parte, la automatización en la manufactura es más flexible en los tiempos, porque se puede manipular en todo el proceso. Así, ambas presentan necesidades distintas, pero tienen el objetivo compartido de entregar un producto de calidad, en un tiempo determinado.

Los procesos, según el IIMAS, son aquellos segmentos de toda la cadena de producción en los que, a partir de la entrada de material, energía e información, se genera una transformación de la materia prima sujeta a perturbaciones del entorno, que da lugar a la salida de ésta en producto final. En la industria hay tres tipos de procesos: procesos continuos, procesos discretos y procesos por lotes.

Problemas de control más frecuentes

De manera general, en el país pueden diferenciarse dos grandes segmentos industriales: el enfocado en manufactura y el que se especializa en procesos.

La industria manufacturera se caracteriza por tener máquinas que utilizan control numérico y que cuentan con un ordenador como núcleo de sistemas de fabricación; esto hace su operación más flexible. En esta industria destaca el uso de estaciones robotizadas enfocadas en tareas como soldadura por puntos, pintura, montaje de piezas, etcétera. El sistema de automatización cobra un papel importante en la asignación de tareas a cada máquina.

En cambio, la industria de procesos tiene una labor a gran escala en forma continua, pues las máquinas trabajan casi sin parar. Industrias como la cementera, de alimentación o petroquímica realizan este tipo de procesos. Su sistema de automatización debe aplicar algoritmos de control avanzados o formar operarios en las salas de control mediante simuladores, pues la producción no puede detenerse de forma sencilla.

Para el segundo caso, el ingeniero Óscar Serrano, country manager de Honeywell, indica que “es usual encontrar sistemas de control distribuido (DCS) y el uso de autómatas programables para tareas secuenciales, los cuales se programan en caso de tener algún fallo en la sala de control”.

El control en procesos de manufactura es distinto. Éste monitorea las actividades por realizar en cada una de las líneas de producción, detecta las cantidades de productos por generar, la distribución de materia prima y el tiempo en el que se genera la producción total. El proceso por lotes también suele realizarse en la industria manufacturera, por lo que el sistema de automatización tendrá que adecuarse al tipo de producción.

“Normalmente, el enfoque que tiene la industria es hacer los procesos de forma eficiente, sin que se afecte la calidad de producto ni se incrementen los costos de producción. Por eso es importante utilizar un sistema de automatización que regule a éstos”, resalta el ingeniero.

Los controles aplicados deberán concordar con las necesidades de cada industria, los cuales se dividen principalmente en dos: control secuencial y regulación continua. El caso del secuencial propone estados y transiciones, en una secuencia ordenada, que identifica la evolución dinámica del proceso.

En cambio, la regulación continua se apoya en una estructura de control clásica, donde se aborda la acción de control proporcional, la acción de control derivativo y la acción de control integral, mediante una cierta variable, como el caudal o la temperatura. Por ejemplo, una planta de producción automotriz requiere un control secuencial en cada una de sus líneas, que observe lo que sucede en la sala de pintado de forma distinta a lo que controla en la zona de corte.

En el caso de la regulación continua, el control se aplica en toda la línea de producción, como sucede en un laboratorio farmacéutico, donde el control de temperatura es fundamental en todo el proceso, pues en caso de tener una variación o falla se tendrán que aplicar protocolos de emergencia en la producción.

Elementos del sistema de automatización

Entre las herramientas que ocupan el control secuencial o la regulación continua dentro de la planta, el autómata programable (PLC), el ordenador industrial y los reguladores, ya sean analógicos o digitales, son los elementos más utilizados.

“Una de las aplicaciones de mayor éxito es la combinación del autómata programable (PLC) con la tecnología electroneumática. A partir de ésta, se han ofrecido soluciones de automatización basadas en el posicionamiento, orientación y transporte de material dentro de la planta, lo que ayuda en gran medida a la operación que tienen otras máquinas, como lo que hacen ciertos robots en las salas de pintado”, informa la empresa de automatización ABB.

“Los reguladores industriales son dispositivos generados de forma clara para la regulación continua de variables. Durante años, se ha trabajado en el regulador analógico tradicional, pues ha sido el elemento capaz de controlar procesos en los que se requiere el monitoreo de temperatura o el control de caudal o presión. Sin embargo, con los avances en la electrónica digital y la informática industrial, los reguladores han pasado a ser controladores digitales autónomos polivalentes, que se adaptan a un rango de tensiones y corrientes y hacen posible que un mismo controlador regule diversas variables”, indica el ingeniero Serrano. Asimismo, detalla que “el avance en el uso de bloques lógicos de programación ha hecho posible el manejo de sistemas secuenciales”.

Los elementos que constituyen un sistema de automatización industrial también consideran la integración de sistemas complementarios y empiezan a controlar sistemas eléctricos, de HVAC o sistemas hidráulicos de forma más refinada, pues la tendencia, según los expertos, no sólo es integrar, sino operar con dispositivos inalámbricos.

El papel de la mano de obra en los procesos

El primer paso para poner en marcha un proyecto de automatización es tener claros los requerimientos del proyecto. En su tesis doctoral sobre Diseño y Automatización Industrial, el investigador español, Antoni Granolles, establece que: “Es común encontrar una definición vaga de los requerimientos, argumentando que el integrador conoce el proceso o que normalmente ya tienen experiencia al respecto. Una definición clara por parte del dueño del proceso es un punto de partida clave para el proyecto, y mientras más detallado, mayores son los beneficios tanto en términos económicos como de plazos”.

No tener suficiente información sobre la producción, el tipo de producto, el tipo de proceso, las dimensiones arquitectónicas de la planta, el tiempo de producción y sus horarios de operación dificulta la ejecución.

El desarrollo de especificaciones es un momento posterior pero, del mismo modo, debe quedar bien establecido, pues direccionará las necesidades en términos de función, desempeño, restricciones de tiempo y costo en cada una de las etapas de producción. Si las especificaciones no cumplen con las necesidades del consumidor, el producto puede ser un fracaso en el mercado, lo que se traduce en pérdida de competitividad para el usuario que lo implementa.

Para evitar esta situación, el ingeniero Serrano aconseja obtener los requerimientos técnicos y funcionales de cada sistema, sobre todo si éstos se integran a uno solo. Para ello, es importante que se detalle cómo será la aplicación final, si se utilizarán estándares en ciertos procesos (como la garantía de cero burbujas de aire en la pintura de autos), qué tan amplia podrá ser la arquitectura de control, la definición del lugar donde estarán las pantallas de control, qué sistemas de seguridad se tendrán, si habrá alguna alarma o protocolo de emergencia y qué tipo de mantenimiento y operación tendrán algunos sistemas.

Hay procesos más refinados, dependiendo de la industria y sector al que estén destinados. La industria farmacéutica, por ejemplo, aplica criterios de emergencia más estrictos que las industrias de juguetes o zapatos; en el primer caso, el producto final se atiene a pruebas de calidad rigurosamente normadas.

La comunicación que los sistemas complementarios tendrán con el sistema de automatización no debe soslayarse. “Anteriormente, la forma de resolverlo era el uso de traductores; pero, a la fecha, hay sistemas eficientes que pueden integrar básicamente todos los sistemas para entenderse entre ellos”, comenta el ingeniero Óscar Serrano.

Así pues, deberá evaluarse la concordancia de los programas y la viabilidad de que trabajen juntos; en caso contrario, integrar un decodificador que posibilite la comunicación entre equipos. De esta forma, los sistemas de aire acondicionado, por ejemplo, lograrán interactuar según lo requerido por cierto proceso y, de igual modo, la iluminación o el sistema hidráulico sabrán en qué momento es necesario brindar más luz o distribuir más agua.

El siguiente paso, quizás el más importante, es la aprobación del cliente, quien validará si el diseño de sistema es adecuado para las funciones que realizará el sistema de automatización central.

Los equipos y complementos de sistemas de aire acondicionado, electricidad o hidráulicos suelen tener manuales de operación, métodos para llegar a ciertas condiciones de ambiente y definición de la energía que utilizarán para cada proceso. Mantenerlos de acuerdo con las condiciones que cada línea de producción necesita es la labor principal de la programación, la cual no debe variar mucho.

Viviendo con el enemigo: riesgos de una mala CAI

Los edificios herméticos son más eficientes energéticamente, aunque este rasgo puede resultar contraproducente en términos de CAI. Fotografía: tomada de controlplagasvizcaya.es
Los edificios herméticos son más eficientes energéticamente, aunque este rasgo puede resultar contraproducente en términos de CAI. Fotografía: tomada de controlplagasvizcaya.es

Dentro y fuera de espacios cerrados, la concentración de agentes nocivos en el aire es elevada y repercute en la salud, manifestándose como simple cansancio, resfriado común o padecimientos más graves. Un hallazgo mayúsculo es que la mayoría de los contaminantes se genera en el espacio mismo y por causa de elementos que parecerían inofensivos, como limpiadores y aromatizantes. Evitar su concentración puede lograrse mediante el diseño y adecuado mantenimiento de sistemas de climatización

Por Eréndira Reyes

Según los expertos de la National Air Filtration Association (NAFA) y de la National Air Duct Cleaners Association (NADCA), la conexión entre el uso de un inmueble como lugar de trabajo y la aparición de molestias y síntomas que responden a una enfermedad es un hecho que ya no puede cuestionarse, y como prueba han estudiado fenómenos como el Síndrome del Edificio Enfermo.

De hecho, en 2015, NAFA indicó que alrededor de 90 mil personas, en Estados Unidos, murieron por algún virus adquirido en el hospital, lo cual evidencia una de las consecuencias de tener una mala calidad de aire interior. Ésta depende de variables, como la calidad del aire exterior, el diseño del sistema de ventilación y del sistema de aire acondicionado, las condiciones en las que opera y se mantiene, la zonificación del edificio y, sobre todo, de las fuentes interiores de contaminación. Los efectos adversos que puede haber a causa de esa deficiente calidad del aire afectan a muchas personas, pues la mayoría de los habitantes citadinos pasan la mayoría del tiempo dentro de ambientes interiores.

El problema se ha agravado por el diseño de espacios herméticos, ya que éstos reciclan el aire interno con porciones cada vez menores, dejando de lado la ventilación natural, pues en muchas de las ciudades hay exposición de contaminantes provenientes del aire exterior, como sucede en la Ciudad de México, donde las partículas de ozono pueden generar una gran toxicidad en los interiores.

El ingeniero Carlos González Boothby, director Técnico de Indoor Environmental Consultans de Puerto Rico, comenta en entrevista que “las concentraciones de contaminantes en el aire interior suelen ser de la misma magnitud que las encontradas habitualmente en el aire exterior, y mucho menores que las existentes en el medioambiente industrial, donde se aplican normas relativamente bien conocidas, con el fin de evaluar la calidad del aire. Muchos ocupantes de edificios se quejan de la calidad del aire que respiran, por lo que es necesario investigar esta situación, para evitar quejas sobre el confort”.

Es importante decir que el aire inhalado se percibe perfectamente a través de los sentidos, ya que el ser humano es sensible a los efectos olfativos, e irritantes, de cerca de medio millón de compuestos químicos, esto según un informe presentado en Estados Unidos, por la National Institutes of Health. Por consiguiente, si todos los ocupantes de un edificio están satisfechos con el aire, se dice que éste es de alta calidad, y de mala calidad si sucede lo contrario. ¿Significa que es posible predecir cómo se percibirá el aire a partir de su composición? Sí, pero sólo en parte.

Según el estudio Health, Wellbeing and Productivity in Offices, publicado en junio de 2015 por el World Green Building Council, la calidad de vida de los ocupantes de un inmueble se puede ver mermada a causa de la mala calidad de aire interior. Como datos fuertes se puede ver el reporte de emisiones percibidas con sensores de partículas al interior de varios edificios, como el que realizó el Instituto para la Diversificación y Ahorro de Energía de España (IDEA), el cual indica que el incremento de un grado de temperatura en una oficina puede aumentar 10 por ciento la emisión de partículas de dióxido de carbono al interior de éste.

Si bien la evaluación de partículas existentes en el interior de zonas industriales lleva más tiempo investigándose, las de ambiente interior en oficinas ha tenido un gran repunte. Asimismo, como una prueba más, se pueden ver los estudios hechos por NAFA, en los que ya no sólo indica el riesgo que implica tener una mala calidad de aire interior en hospitales, sino que ahora habla sobre los riesgos que una oficina puede tener. De hecho, el organismo norteamericano indica, en su estándar ANSI/ASHRAE 52.2–1999, cuáles son los materiales que mayor toxicidad emiten y el tipo de filtros que pueden utilizarse a la hora de construir un edificio.

Fuentes de contaminación

Para González Boothby, la mayoría de los problemas ambientales interiores es consecuencia de decisiones tomadas durante el diseño y la construcción del edificio, y aunque éstos pueden resolverse más adelante, es más rentable prevenir las deficiencias durante la etapa de diseño. “En esta fase es importante tener en cuenta los diferentes factores que contribuyen a eliminar o minimizar los problemas que pueden surgir en el futuro, a causa de la mala calidad del aire”.

Para evitarlos, indica el especialista, es importante comenzar por detectar qué factores intervienen en el desempeño del edificio, como localización, diseño arquitectónico, elección de los materiales, secuencia de la instalación de éstos o sistemas de ventilación y aire acondicionado.

Planificar el espacio interior también es fundamental. El uso y las actividades que se desarrollen en el inmueble permiten determinar qué elementos pueden convertirse en una fuente de contaminación. Ejemplos de este tipo de actividades serán la preparación de alimentos, trabajos de imprenta y artes gráficos, el uso de máquinas fotocopiadoras y áreas de fumar.

Afectaciones debidas a una mala calidad de aire interior

Afectaciones debidas a una mala calidad de aire interior

El papel del sector

Pocos estudios son concluyentes sobre el tema de la calidad de aire interior, debido a insuficiencia informativa respecto de la relación entre la exposición a los contaminantes en las concentraciones en las que suelen estar presentes en espacios de oficinas y sus efectos. La información sobre espacios con concentraciones elevadas de compuestos orgánicos volátiles (COV), como el entorno industrial, refiere cambios en la salud de algunas personas expuestas a estos ambientes.

La American Society of Heating, Refrigerating and Air-conditioning Engineers (ASHRAE) ha elaborado una serie de normas y recomendaciones, muy utilizadas, para valorar la calidad del aire interior, donde el olor es uno de los aspectos considerados, ya que suele ser un parámetro definitorio para conocer si el aire de un edificio es “fresco”, “limpio” o “contaminado” al cuestionar a los ocupantes de un edificio, pues los olores, aunque a menudo se evalúan desde un punto de vista estrictamente subjetivo, dependen objetivamente de la presencia de compuestos en cantidades superiores a los umbrales olfativos, según indica el Estándar 62 de la ASHRAE.

Cuando más de 20 por ciento de los ocupantes de un edificio declara mala calidad del aire o presentan afecciones de salud, habrá una probabilidad de que se esté frente a un caso de Síndrome del Edificio Enfermo. Ante este fenómeno, las personas afectadas presentan síntomas similares a los del resfriado común o a los de las enfermedades respiratorias. De acuerdo con el ingeniero Boothby, las causas más frecuentes del Síndrome del edificio son ventilación insuficiente debida a falta de mantenimiento, distribución deficiente y entrada insuficiente de aire fresco.

Otros datos apuntan que la nula o mala ventilación mecánica puede provocar la aparición de entre 50 y 52 por ciento de partículas anómalas, debido a la contaminación producida por las máquinas de oficina, el humo del tabaco y los productos de limpieza; de hecho, se estima que entre 17 y 19 por ciento de edificios padecen este tipo de complicaciones, según cifras del Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo de España (INHSTE).

Una inadecuada entrada de aire, o una mala filtración, puede generar 11 por ciento de las partículas anómalas en el interior, mientras que la transportación de contaminantes microbiológicos a través de conductos de ventilación, sistemas de humidificación o torres de refrigeración puede generar entre 5 y 15 por ciento de las partículas contaminantes, según un estudio del INSHTE.

De la contaminación de aire interior en los edificios se han derivado enfermedades más graves, acompañadas de síntomas clínicos muy definidos y resultados de laboratorio claros, como la neumonitis por hipersensibilidad, la fiebre del humidificador, la legionelosis y la fiebre de Pontiac. No obstante, una opinión generalizada entre los investigadores es que estas enfermedades deben considerarse independientes del Edificio Enfermo, pues la mayoría aparece por falta de mantenimiento en sistemas de aire acondicionado.

“Hay que tomar en cuenta que las sustancias emitidas en el aire interior tienen muchas menos oportunidades de diluirse que las emitidas en el aire exterior, debido a las diferencias de volumen de aire disponible. Y en lo que respecta a la contaminación biológica, su origen se debe fundamentalmente a la presencia de agua estancada, de materiales impregnados con agua, gases o fluidos, y a un mantenimiento incorrecto de los humidificadores y las torres de refrigeración”, indica.

Por último, debe considerarse también la contaminación procedente del exterior y de ésta, tres fuentes principales: la combustión en fuentes estacionarias (centrales energéticas), la combustión en fuentes móviles (vehículos) y los procesos industriales. Cinco contaminantes importantes emiten estas fuentes: el monóxido de carbono, los óxidos de azufre, de nitrógeno, los COV y los hidrocarburos aromáticos policíclicos.

Por ello, es importante diseñar adecuadamente el sistema de aire y ventilación y que éste tenga concordancia con las especificaciones arquitectónicas del inmueble pues, además de reducir la velocidad con la que el aire circula dentro del edificio, se tendrán que evaluar los esfuerzos para aumentar su aislamiento e impermeabilidad de la instalación y ver, posteriormente, si este tipo de materiales no generará fuentes de contaminación interior. La labor del sector será evaluar los factores y especificar la cantidad de aire por renovar y la ubicación de entradas de aire natural, para que con ello se garantice una óptima calidad de aire interior.

Liofilización: arte de la deshidratación instantánea

Liofilizacion

En los más recientes años, la producción de frutos secos ha tenido un crecimiento exponencial. Ello corresponde a lo benéfico que resulta para el consumidor, pues, además de que conserva sus propiedades, no depende del clima para su buen estado. En este proceso, la aplicación de frío a alta velocidad toma un papel primordial para concretar su tratamiento

Por Alejandro de la Brena, Celso Cruz, Hugo Gamez y Mayra Valdez

En general, el mercado de frutos secos ha tenido un repunte importante. Según informes del Consejo Mundial de los Frutos Secos (INC, por sus siglas en inglés), en 2015, “el valor mundial de los frutos secos en puerto superó el pasado ejercicio los 30 mil millones de dólares, una cifra que representa un aumento de 53 % en tan solo cinco años”.

La liofilización es un proceso para separar el agua u otros solventes presentes en una disolución mediante congelación y posterior sublimación a presión reducida. Este proceso es el más conveniente para la deshidratación de compuestos orgánicos sin alterar su composición. Por ejemplo, al liofilizar alimentos no hay desnaturalización de las proteínas, ya que es un proceso que se lleva a cabo bajo condiciones de vacío y baja temperatura. De esta manera, el objetivo de dicha operación es obtener productos secos estables y que conserven características como aroma, sabor y textura.

Todo el proceso de deshidratación se lleva a cabo mediante un liofilizador. Éste tiene tres componentes principales: la cámara seca o cámara de liofilización, el condensador con circuito de refrigeración y el sistema de vacío. La cámara seca es el lugar en donde se deposita la sustancia a tratar. El condensador se encontrará comunicado con la cámara seca y el lugar en donde el vapor resultante de la sublimación se condensa y se mantiene a menor temperatura que en la cámara seca (con ayuda de un refrigerante). Por último, el sistema de vacío elimina el aire presente en la cámara al inicio del proceso y controla la presión durante la sublimación.

Con el reciente crecimiento del mercado de productos orgánicos, los métodos de deshidratación que no involucren químicos han tomado importancia en la industria e investigación. Particularmente, se ha prestado atención al método de liofilización para la preservación de frutos pequeños.

Liofilización en productos alimenticios

El proceso de liofilización es de interés para la industria alimentaria. Con él se puede extender la vida de anaquel del producto considerablemente y comercializar en regiones no productivas durante todas las temporadas del año. Debido a esto, es importante escalar y estandarizar el proceso para reducir costos y asegurar la viabilidad económica de cualquier proyecto de inversión relacionado con este proceso.

Para el diseño de experimentos que permitan identificar los parámetros de proceso que generen una salida de la cadena de producción más consistente y con mayor calidad, se puede utilizar la metodología Taguchi o arreglo ortogonal, en el que se pueden modificar los factores para observar cambios en media del proceso (generar variabilidad) y después determinar la configuración óptima para generar un producto robusto o con menor susceptibilidad a variabilidad por factores de ruido. En un experimento Taguchi los factores se pueden evaluar independientemente, es decir, que el efecto de un factor no afectará en la determinación de los efectos de otro factor. Como resultado se logra una experimentación con menor implementación de costos y tiempo en comparación con los diseños fraccionados. Para el diseño de un experimento Taguchi es necesario usar un software de análisis de datos como Minitab.

A partir de estudios, se puede trabajar en futuras investigaciones para conocer el contenido de humedad del producto antes y después del proceso, establecer tiempos de vida de anaquel de frutas liofilizadas, desarrollar equipos con materiales económicos y diseños eficientes adaptables cualquier fruta, para generar patentes con técnicas innovadoras en su liofilización en distintas presentaciones y conocer la composición química antes y después del proceso.

Perspectivas de la Liofilización

Sagaret, junto con otros colaboradores, publicó “Recent advances in drying and dehydration of fruits and vegetables: A review”, en el que identifica ocho investigaciones sobre liofilización de frutos pequeños. De entre ellas, se destaca la investigación de Hammami y Renne, quienes determinaron que a temperaturas de 60 ºC la fresa colapsa y pierde estructura, en cambio, desarrollaron un método de liofilización con temperatura máxima de 20 ºC en el que las propiedades del fruto se mantienen con mayor calidad. Por otro lado, Paakkonen y Mattila encontraron, mediante un panel de 20 expertos en pruebas sensoriales, que en algunos casos la liofilización puede mejorar las características sensoriales (intensidad de aromas, de sabor y aceptabilidad) de las frutas deshidratadas.

En la actualidad, el café soluble es el producto liofilizado más común en la industria alimentaria. Sin embargo, con los recientes avances en tecnologías de liofilización se han introducido nuevos productos a partir de frutas diferentes.

En 2002, el investigador Jorge Mario Marulanda señalaba que para la liofilización de cualquier producto era necesario determinar la temperatura en la que ocurre la máxima solidificación, la velocidad óptima de enfriamiento y la temperatura mínima de fusión incipiente. También logró obtener un producto con rendimiento total del 15 por ciento y con buena aceptabilidad en la determinación de las características sensoriales.

Sistemas VRF para aplicaciones especiales

Sistemas VRF para aplicaciones especiales

Los beneficios de los sistemas de flujo de refrigerante variable (o VRF, por sus siglas en inglés) han incrementado de manera exponencial la popularidad de la tecnología en los últimos años. Los sistemas VRF se basan en la tecnología de bomba de calor por expansión directa, que se construye bajo el llamado ciclo de Rankine reverso de uso estándar para compresión de vapor.

En comparación con otros sistemas de expansión directa, el VRF se diferencia por la posibilidad de contar con múltiples unidades interiores conectadas a una unidad exterior común; por su escalabilidad, por su control distribuido y por la capacidad de brindar calor y frío de manera simultánea, además de ser flexibles y sumamente eficientes (aproximadamente 30 por ciento más eficientes que un sistema tradicional de enfriadores de agua).

Hoy por hoy, los usuarios de estos sistemas disfrutan del confort que brinda, debido a una deshumidificación excepcional y un control de temperatura que se adapta rápidamente a los cambios de clima, con una operación muy silenciosa, que además aporta ahorros económicos sustanciales a los usuarios, si se compara con los sistemas convencionales de compresores On / Off.

Y aunque el VRF se ha convertido rápidamente en el sistema preferido por los usuarios, su evolución continúa. Inició abriéndose mercado en oficinas y aplicaciones residenciales, ubicadas principalmente en edificios verticales. Actualmente, participa de manera sólida en proyectos con aplicaciones especiales, como hospitales, teatros, centros comerciales, etcétera, donde se requiere manejar grandes volúmenes de aire, vencer altas caídas de presión externa, inyectar aire nuevo y proveer una filtración de aire especializada, entre otros aspectos.

En aplicaciones comunes, el sistema VRF está conformado por unidades exteriores (condensadoras) y unidades interiores (evaporadoras), las cuales están diseñadas para ofrecer confort en un área determinada. En una aplicación especial, además de que brinda confort al espacio en cuestión, el equipo o sistema debe contar con la capacidad de proveer requerimientos específicos. Por ejemplo, en el caso de un quirófano de hospital, el sistema deberá ofrecer filtración de aire especializada, debido a que las condiciones de vulnerabilidad en las que se encuentran los pacientes exige un control de partículas estricto para salvaguardar su salud; mientras que en un teatro, el sistema deberá velar porque la inyección de aire nuevo se mantenga constante, a fin de cumplir con las exigencias de humedad y temperatura que requiera.

Para las denominas aplicaciones especiales, hay diferentes tipos de sistemas que pueden cumplir con las necesidades de climatización. Típicamente, se utilizan sistemas de generación de agua helada (chiller), con unidades manejadoras, aunque también está la opción de sistemas de expansión directa uno a uno de grandes dimensiones. En los sistemas VRF, con la inclusión de las manejadoras de aire para aplicaciones especiales, es posible brindar una mejor alternativa en términos de eficiencia, operatividad y retornos de inversión, parámetros básicos que se consideran durante la selección de equipos y el desarrollo de un proyecto nuevo.

Beneficios del sistema VRF

Cualquier proyecto puede obtener beneficios significativos mediante el uso de la tecnología VRF. La eficiencia operativa y un moderno diseño modular son sólo el comienzo. El diseño modular del VRF se traduce en ahorros de energía superiores, que da a sus ocupantes la opción de enfriamiento o calefacción en las zonas en uso. Un sistema VRF proporciona deshumidificación excepcional y control de temperatura, que puede adaptarse rápidamente a las variaciones de carga.

  • Diseño eficiente. Sin necesidad de utilizar grandes ductos de distribución, el sistema elimina las pérdidas inevitables que se presentan en otro tipo de sistemas. Además, con el uso de compresores tipo scroll, intercambiadores de calor especialmente diseñados y tecnología inverter, el sistema minimiza el consumo de energía a niveles que solían ser inalcanzables por otros sistemas
  • Sustentabilidad. La comunidad de arquitectura e ingeniería en México está adoptando un enfoque de diseño equilibrado o sustentable, que toma en cuenta la energía, el consumo de agua, los costos de mantenimiento periódico, el impacto del desarrollo en el medioambiente, adicional al costo inicial del edificio como factores igualmente importantes en el desarrollo de edificios sustentables de alto rendimiento, que aumentará el valor de su edificio. Dicho de otro modo, los sistemas VRF contribuyen a obtener puntos para los programas de certificación, como es el caso del esquema Leadership in Energy and Environmental Design (LEED)
  • Fácil de manejar. En los sistemas VRF el control o la automatización está incluida para su operación individual. Además, cuenta con diferentes opciones de control centralizado para el sistema de automatización de edificios (BAS, por sus  siglas en inglés)
  • Diseño con estilo. Las unidades interiores están disponibles en una amplia gama de estilos para adaptarse a cualquier diseño de interiores. Hay diferentes tipos, incluyendo unidades tipo cassette, que se montan a ras del techo, unidades tipo fan & coil, que se ocultan completamente en plafón, y las unidades montadas en la pared con acabado de espejo, que se adaptan a cualquier tipo de decoración. Ofrece un diseño estético sin igual
  • Operación silenciosa. Trabajar sin distracciones. Dormir sin ruido. Con unidades interiores (evaporadoras) que pueden funcionar a niveles de 23 decibeles (A) y unidades exteriores (condensadoras) que a 50 decibeles (A) e, inclusive, a niveles inferiores en modo silencioso de noche, Multi V crea un ambiente cómodo tan silencioso que es casi imperceptible

El crecimiento que ha vivido la tecnología lo coloca ante una gama de posibilidades de mercado muy positivas en México. Afortunadamente, la conciencia por el cuidado del medioambiente es cada vez mayor, razón por la cual el crecimiento de los sistemas VRF en el país ha sido sostenido en los últimos años con registros de doble dígito, sobre todo debido al porcentaje de eficiencia que el sistema brinda (alrededor de 30 por ciento) en comparación con sistemas de agua helada.

Gracias a los desarrollos más recientes, y a la línea de productos con la que se cuenta actualmente, es posible cubrir prácticamente cualquier proyecto, sin importar su tamaño o capacidad.

Es importante mencionar que la especificación completa de un sistema de VRF requiere una planeación cuidadosa durante la etapa de diseño, así como un análisis detallado de las necesidades del proyecto y de los perfiles de carga de enfriamiento y calefacción anuales del edificio, antes de que se seleccione el equipo. Ello se debe a que cada sistema se diseña y opera bajo condiciones particulares.

Para calcular adecuadamente el retorno de inversión, la evaluación debe considerar de manera individual cada proyecto, incluyendo, entre otros elementos, los costos de capital inicial y los costos de operación durante su ciclo de vida. En el segundo caso, se deben evaluar tres variables principales: el costo anual de operación, el costo de mantenimiento periódico y el costo por reemplazo de sistemas.

La mayoría de los fabricantes de VRF ofrece un periodo de vida para los sistemas base aire de entre 15 y 20 años, y de entre 20 y 25 años para los sistemas base agua. En nuestra experiencia, el promedio de retorno de inversión al utilizar sistemas VRF vs sistemas de generación de agua helada (chiller), con compresores convencionales On / Off, fluctúa entre uno y tres años.

En lo que respecta al mantenimiento, las unidades interiores requieren inspección visual periódica y reemplazo de filtros de aire programado, mientras que en las unidades exteriores habrán de realizarse inspecciones rutinarias a elementos clave, como compresor o intercambiador de calor. No obstante, la periodicidad dependerá de las condiciones del ambiente, si bien el costo de mantenimiento debe considerarse dentro del estudio de retorno de inversión.

Alertan sobre retrofits con refrigerantes inadecuados

 

retrofits con refrigerantes inadecuados

En días pasados se hizo pública una carta abierta, firmada por nueve asociaciones que engloban a 90 por ciento de los fabricantes de refrigeración y aire acondicionado del mundo, en la que se advierte sobre los riesgos de realizar retrofits con hidrocarburos a equipos que no fueron diseñados para su uso, según información del Cooling Post.

El diario reporta que, en 2008, un bombero murió y siete más resultaron heridos durante una explosión en una tienda refrigerada en Nueva Zelanda, pues éstos desconocían que al sistema que operaba con R-22 se le había realizado un retrofit con un refrigerante hidrocarburo inflamable. En 2010, también en Nueva Zelanda, un ingeniero resultó con quemaduras en el rostro y en las manos cuando se encontraba trabajando en el evaporador de una tienda refrigerada, al cual se le había practicado el mismo proceso de retrofit con un hidrocarburo.Un evento explosivo e incendiario por un sistema de aire acondicionado se suscitó en Hong Kong, el cual fue atribuido al uso de refrigerantes “inapropiados e inflamables”; este incidente, ocurrido en un restaurante, causó heridas a más de 20 personas.

Ante la desaparición de los HCFC y la reducción programada de los HFC, han surgido docenas de alternativas que ofrecen bajo potencial de calentamiento global, algunas de ellas naturales y algunas artificiales, aunque sólo unas cuantas están diseñadas y aprobadas por los fabricantes como reemplazos directos, pues muchas cuentan con características muy diferentes, como presiones más elevadas, inflamabilidad y toxicidad, en comparación con los refrigerantes que remplazan. “Cuando se utiliza refrigerante inadecuado en un equipo, existen riesgos ambientales y de seguridad”, dijo James Walters, vicepresidente de asuntos internacionales de la AHRI, para el Cooling Post.

Asimismo, la EnvironmentalProtection Agency (EPA) advirtió hace algunos meses que el uso de refrigerantes a base de propano en sistemas de aire acondicionado automotriz o residencial que no fueron diseñados para operar con refrigerantes inflamables representa un riesgo para la integridad de los usuarios y los técnicos de servicio.

Las asociaciones firmantes (ABRAVA, Brasil; AHRI, EU; AREMA, Australia; CRAA, China; EPEE, Europa;Eurovent, Europa; HRAI, Canadá; JRAIA, Japón, y KRAIA, Corea)expresan “gran preocupación” por el incremento en los riesgos ambientales y de seguridad asociados con el uso de refrigerantes en equipos de refrigeración y aire acondicionado que no fueron diseñados específicamente para su uso. En la carta hacen un llamado al sector de servicios a sólo utilizar refrigerantes aprobados por el fabricante del equipo original y exhortan a los gobiernos “a trabajar con la industria para hacer que toda la cadena de valor HVACR y el público en general esté consciente de estas advertencias y, en caso de ser necesario, regular y desarrollar estrategias de seguridad”.

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