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Climatización automatizada total

Son innumerables las empresas que han elegido a Silao como sitio para la construcción de sus complejos industriales. Pero entre todas ellas, la gigantesca planta industrial de Pirelli descuella a simple vista. Incluso desde el aire es posible distinguir la magnitud de esta obra que cuenta con más de 12 hectáreas de edificación funcional.

Factor crítico: El área de vulcanizado precisó el empleo de ductos textiles que impiden que el humo se disipe al llevar a cabo el proceso en llantas.

Christopher García / Bruno Martínez, fotografías.

A pocos minutos del Aeropuerto Internacional del Bajío, en la capital guanajuatense, se extiende la zona industrial del Silao, sede de las instalaciones de incontables compañías nacionales y trasnacionales. Entre ellas, la recién inaugurada (2012) planta de Pirelli destaca por diversos motivos. Sus dimensiones horizontales avasallan la mirada y dan cabida a una nave industrial, a un centro de producto terminado, cuartos técnicos de utilities, oficinas administrativas y directivas, cuartos de control, áreas de confección y sitios de pruebas de calidad. En sus condiciones actuales, la planta es inmensa, a pesar de que la maquinaria de producción aún no se encuentra al 100 por ciento de lo proyectado: sólo una tercera parte de su capacidad total está edificada y funcionando.

Con un área de construcción de 1 millón 326 mil 200 pies cuadrados, los elementos de ventilación y aire acondicionado cuentan con un diseño preciso que merece mención aparte. La compañía chihuahuense, Climas, S.A. de C.V., que recién ha cumplido 55 años de labor incansable en la industria HVACR, estuvo a cargo de la proyección, diseño e instalación de todos los equipos de climatización que permiten a este coloso operar con normalidad y eficiencia.

  • Área total de la planta 123 mil 208 m2
  • 4 mil 200 Toneladas de refrigeración y proceso
  • Inyección de aire 1 millón 218 mil 617 CFM
  • Extracción de aire 1 millón 75 mil 353 CFM

Diseño a la medida
Cada una de las diferentes áreas de la nave precisó un diseño específico para contar con las condiciones adecuadas de funcionamiento. En toda la nave se tienen instalados sistemas de ventilación, sobre todo de enfriamiento evaporativo, y en el área principal de la planta, se cuenta con sistemas de aire acondicionado con control de humedad, porque es la parte más crítica del proceso, ya que se deben respetar todos los requerimientos de calidad del producto mediante un mejor control de temperatura y de humedad.

Estas condiciones se logran con un conjunto de tres chillers de 1 mil 400 toneladas, marca McQuay, con doble compresor que permite a los equipos trabajar a cargas parciales, dependiendo de las necesidades de cada proceso; al mismo tiempo, el sistema está diseñado con torres de enfriamiento para lo referente al agua industrial, que trabaja con temperaturas de alrededor de 20 grados centígrados, en invierno. Esto permite que, cuando la temperatura de bulbo húmedo sea idónea, se ahorre energía. Así, la planta llega a trabajar sólo con torres de enfriamiento en la parte de agua industrial.

En áreas específicas, por ejemplo, en donde se localizan las máquinas de pruebas destructivas de las llantas, se necesita control de temperatura; en el área de proceso general se utilizan máquinas con un circuito de agua de proceso específico, que precisa controlar la temperatura a alrededor de 20 grados centígrados.

Hablar de chillers en plural acaso sea inexacto, pues, en sí, la capacidad actual de producción de la nave sólo requiere uno de los tres que están instalados para funcionar a plenitud; además, éste prácticamente nunca trabaja a carga total, gracias a las dos condensadoras que dividen la carga y al BMS que monitorea el funcionamiento de los equipos y permite delinear esquemas de trabajo.

El BMS asimismo permite controlar en automático todos los sistemas de aire acondicionado del área de producción,  al igual que el de oficinas. Cada una de ellas está gestionada desde el sistema remoto, mediante el que se realiza la programación por horarios en las oficinas administrativas, de modo que no se consuma energía en lugares vacíos; de la misma manera, el control de temperatura y de humedad en todas las diferentes áreas se gestiona con el BMS.

Los esquemas de monitoreo y gestión responden al hecho de que la capacidad productiva de la planta no está a su capacidad máxima y se busca la mejor forma de ahorrar energía, además de mantener en equilibrio tanto la temperatura y el confort de las personas, como la temperatura necesaria para los procesos, en concordancia con el respeto al medioambiente.

Respecto de la temperatura, en la nave principal oscila entre los 22 y los 24 grados centígrados, con una humedad de alrededor de 50 por ciento. En otras áreas, se requiere ventilación para el proceso de producción, dado que algunas máquinas tienen sistemas de extracción de humo o de cambio de aire, y la ventilación es necesaria para proporcionar la extracción que necesitan las maquinarias y los cambios de aire necesarios para el confort de las personas. En la región del Bajío, en temporadas de verano, cuando el clima es más cálido, se ha logrado mantener una temperatura de confort de alrededor de 24 grados en las áreas, mediante sistemas evaporativos. Esto se debe a que el clima es bastante seco y permite bajar mucho la temperatura; pero en otras áreas, debido a que el control de humedad no es necesario para el proceso, se ha conseguido garantizar la comodidad de las personas.

Precisión para cada proceso
La climatización en la totalidad de las oficinas se brinda mediante siete unidades paquete, cinco para oficinas tyre y tres para el área de utilities. Los chillers instalados se emplean en el área de producción, en las máquinas del cuarto de control donde se hacen pruebas en las llantas, llamado Indoor Room, y para el agua de proceso que enfría las líneas de distribución que necesita un circuito específico. Asimismo, se cuenta con un sistema de torres cerradas que enfrían el agua industrial que permanece dentro del sistema y sólo se requiere insertar una ligera cantidad adicional, debido a las pérdidas por evaporación causada por el clima de la región. Esto ha permitido a la nave industrial de Pirelli prescindir de cisternas de acumulación de agua, con lo cual se evita la contaminación del líquido y su evaporación. Para el circuito de enfriamiento de los chillers, se emplean torres abiertas.

Los chillers están ubicados en un cuarto fuera de la planta. Los tres equipos fueron sobredimensionados, pues se estima que brindarán la capacidad necesaria para la expansión futura. Todos los sistemas que darán servicio a las futuras áreas de utilities están instalados para que el proceso de expansión sea más sencillo y no requiera trabajos adicionales en el interior de la planta. Este esquema se planeó desde el origen con la ingeniería de Climas, S.A. de C.V., para reducir el impacto en la producción por paros durante la ampliación de la nave.

La nave principal trabaja con 10 máquinas, cada una de las cuales cuenta un ducto de inyección de aire. El edificio abierto está dividido en 5 naves, y en cada nave hay 2 máquinas. Ambos equipos inyectan el aire y lo distribuyen hacia ambos lados del edificio mediante varios difusores por desplazamiento. Ambas máquinas están en el centro y el retorno se encuentra en la misma máquina. Una serie de sensores de temperatura y humedad dentro de la planta están conectados al sistema BMS, lo que permite el monitoreo de los equipos de enfriamiento y de control de humedad. En el caso de los equipos evaporativos, se emplean sistemas más sencillos que se encargan del arranque y el paro de la ventilación y el control del agua.

Uno de los aspectos más sobresalientes es que la planta trabaja 24 horas durante los 7 siete días de la semana. Por ello, el chiller varía su trabajo dependiendo de la temperatura externa y del número de pruebas que se corran durante el día, pues, en ocasiones, se realizan pruebas que corren durante 48, 72 o más horas. Cuando esto sucede, aunque la temperatura exterior permitiría reducir el uso del chiller, es necesario para que las pruebas y la maquinaria de producción que requiere agua de proceso se lleven a cabo adecuadamente.

El tendido de la tubería funciona mediante dos sistemas: el de agua de proceso, conformado por tuberías de acero inoxidable, debido al alto contenido de ácido que puede contener el agua, con su consecuente corrosión, y el de agua que entra en contacto con el producto. En el área de vulcanizado, se instalaron ductos textiles, además de que el control de distribución de aire fue sujeto a un estudio particular, ya que el proceso genera humo. Se llevó a cabo todo un estudio para que el flujo de aire entrara cerca de las máquinas y evitara la salida del humo fuera de la cortina donde se realiza la extracción. Los ductos textiles facilitan la orientación del flujo de aire en dirección del piso y, al mismo tiempo, cuando se realizan labores de mantenimiento o instalación de maquinarias, es posible apagarlos de forma momentánea, sin estorbar la instalación, además de que su limpieza es sumamente simple.

Los muros de concreto en el área principal de la nave fueron recubiertos con aislante de poliuretano. El techo tiene un espesor de aislante que es mayor a otras áreas para evitar la dispersión de la energía interna y la radiación solar; esto permite ahorrar más energía eléctrica.

Ahorro de energía
Debido a las dimensiones de la nave y al tipo de sistemas empleados, Climas, S.A. de C.V. y el gerente de Proyectos y Servicios Industriales de Pirelli, Angelo Mazzucato, han evaluado el tipo de proyectos que pueden implementar para ahorrar más energía. “La planta trabaja 24/7, entonces no hay posibilidad de parar maquinarias para ahorrar; pero estamos trabajando con una temperatura que sea agradable, aunque no fría. Por ejemplo, en EUA acostumbran una temperatura muy fría, pero aquí hemos encontrado un equilibrio de calidad para nuestro producto, aunque sin exagerar; es decir, la temperatura es suficientemente fresca para que sea agradable. Para las maquinarias estamos buscando el equilibrio entre las temperaturas que el proveedor pide para el agua, por ejemplo 20 grados; pero realizamos análisis para detectar si el proceso requiere los 20 grados o es posible trabajar a 24, de modo que se reduzca la carga del chiller y se trabaje más con las torres. Aun así, trabajar con las torres tiene la desventaja de la utilización del agua, especialmente en regiones secas como ésta. Por ello, buscamos entender cuál es el equilibrio correcto para cuidar el consumo del agua y ya tenemos indicadores de consumo muy buenos con respecto a otras plantas de Pirelli. El reto sigue siendo la alta eficiencia, porque la temperatura promedio de la zona es más alta con respecto a otras plantas que tenemos en el mundo”.

Así pues, el ahorro de energía se ha logrado mediante la inclusión de dos compresores en cada chiller. En operación normal, sólo uno funciona; cuando el display del equipo marca 100 por ciento de trabajo, en realidad indica que apenas se emplea 50 por ciento de la capacidad total del chiller. Si las condiciones de producción requirieran mayor carga, el segundo compresor se activaría de manera automática. Esto se debe a que el chiller tiene una secuencia interna independiente del BMS general; con base en la temperatura de agua de suministro que se le solicita, el microprocesador envía la orden de que encienda o no el otro compresor. Además, cuando se realiza la rotación de chiller (apagar uno y encender otro para que el desgaste de las tres máquinas sea balanceado), las válvulas se cierran y evitan que entre agua al chiller apagado, con lo que aísla el equipo de manera automática.

Para controlar el clima de las oficinas, cada una tiene un sistema de control individual con dámpers; así, cada usuario decide qué será mejor. Al respecto, el ingeniero Mazzucato comenta: “Yo regularmente utilizo una temperatura de 24º; pero, en una junta, cuando hay más personas, el sistema detecta que la temperatura empieza a subir, entonces se abre el dámper para mantenerla. En las áreas comunes siempre manejamos una temperatura estándar, alrededor de 24º”.

El área de oficinas también presenta un esquema de control por tiempo. Después de la siete u ocho de la noche, los sistemas de aire acondicionado dejan de funcionar para evitar consumos innecesarios. Así, aunque detectara presencia, el sistema se mantiene apagado y evita que alguien lo programe manualmente, lo que previene el desperdicio de energía.

Respecto de la seguridad, toda la nave está protegida al ciento por ciento contra incendios. La tecnología instalada cuenta con todas las aprobaciones de seguridad y es un sistema que brinda mucha tranquilidad a los usuarios de la planta. La inversión que se realizó para la edificación de la nave fue considerable, pero la trasnacional está consciente de las posibles consecuencias de no contar con esos sistemas. Por tal motivo, parte del proyecto ha sido no escatimar en los sistemas de seguridad. Es así que toda la planta está diseñada con alarmas, protección de humo y sistemas infrarrojos. A la par, se ha diseñado un plan de emergencia para verificar si las alarmas son verdaderas y tomar las medidas necesarias de evacuación mediante un plan prediseñado. La nave industrial está conectada con las oficinas de bomberos y cuenta con brigadas de emergencia.

Por supuesto, el mantenimiento es un aspecto que se atiende por completo. Las labores preventivas a todas las unidades que por lo regular no paran se realizan cada 4 meses. Tras el preventivo, según la criticidad del equipo, se le asigna un intervalo de servicio. Los equipos críticos se atienden mes con mes, y se mantienen bajo monitoreo y revisión constante.

Estos aspectos justifican la opinión del ingeniero Mazzucato: “Confío mucho en la calidad de nuestros sistemas. Pirelli es una empresa enfocada en producto premium; por ello, todas nuestras maquinarias, procesos y mantenimiento las conservamos en niveles premium. Hemos encontrado proveedores de muy buen nivel, como Climas S.A. de C.V., y gracias a ellos hemos logrado hacer una planta que nos enorgullece mostrar a nuestros clientes.

”Tuve la suerte de empezar a trabajar en este proyecto desde el principio, cuando recibimos las primeras cotizaciones. Desde entonces noté el excelente nivel de los proveedores en México, que nos ha permitido desarrollar un proyecto de primer nivel: es la mejor planta que tiene Pirelli.”

Equipos instalados en la planta

  • 3 chillers centrífugos enfriados por agua, de 1 mil 400 TR
  • Torres de enfriamiento abiertas para chillers
  • Torres de enfriamiento cerradas para sistema de proceso
  • Loop primario y secundario de bombeo para el agua helada, y velocidad variable para el sistema de agua en proceso
  • Manejadoras de aire con intercambiadores de agua helada y vapor
  • Unidades paquete de refrigeración en oficinas
  • Unidades enfriadoras de aire por evaporación fabricadas a la medida (custom)
  • Unidades filtradoras de aire fabricadas a la medida (custom)
  • Equipos divididos
  • Equipos de precisión para área de laboratorio y site
  • Ventiladores de inyección y extracción
  • 2 km de espiroducto
  • Sistema de control DDC

Equipos instalados en la planta
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