Publication: Diseño y desarrollo de una herramienta/aplicación informática de un "Sistema Integrado de Gestión Energética" (SIGE) para el diseño de intercambiadores de calor Brazed fabricados en aluminio con retardadores internos.
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Date
2012-08
Authors
Bula Silvera, Antonio José
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Abstract
Comercializadora ICER de la costa Ltda. es una empresa especializada en la fabricación de Intercambiadores de calor para todo tipo de maquinaria pesada, móvil o estacionaria; sus principales clientes son las compañías explotadoras de carbón y de petróleo tales como DRUMMON S.A., CARBONES DEL CERREJON LLC, y ECOPETROL S.A. La planta de producción cuenta con equipos manuales, semi-automáticos y automáticos que permiten la fabricación de intercambiadores de calor compactos de grandes dimensiones en cobre para ser utilizados a presiones y temperaturas de funcionamiento relativamente bajas (< 20 psig y < 120ºC respectivamente); sin embargo, sus clientes demandan un número creciente de intercambiadores de calor de elevadas prestaciones energéticas y estructurales, fabricados en aluminio (presiones cercanas a 200 psig y temperaturas próximas a 204ºC), los cuales están instalados en maquinaria de proveedores tales como Caterpillar, Euclid y P&H. Este segmento está siendo atendido en la actualidad por empresas extranjeras, a altos precios y elevados tiempos de entrega, lo cual ha generado en interesante nicho de mercado para ICER de la Costa Ltda. Es importante destacar que el sesgo marcado hacia el uso del aluminio en la fabricación de intercambiadores de calor compactos es una tendencia mundial, justificada en gran medida por los incrementos permanentes del precio del cobre y por las marcadas ventajas estructurales del aluminio que lo hacen idóneo para aplicaciones exigentes.
Mirando la industria nacional se encontró que este tipo de intercambiadores de calor (fabricados en aluminio), no son producidos, ya que no se cuenta con los conocimientos, la infraestructura y capacidad técnica necesaria para llevar a cabo el proceso de diseño y fabricación. La empresa ICER de la Costa Ltda., con la adquisición de un equipo de ultima tecnología para la fabricación intercambiadores en aluminio, ha incursionado en el suministro de este tipo de equipos; sin embargo, sus tímidos inicios se han visto obstaculizados por los elevados riesgos económicos que trae la implementación de esta tecnología a las diferentes aplicaciones industriales sin fundamentos de caracterización térmica de los equipos.
Es así entonces como, el objetivo general de este proyecto es desarrollar un sistema integrado de gestión energética para el diseño de intercambiadores de calor de aletas de aluminio brazed con retardadores internos (BPFHE) para la empresa Comercializadora ICER de la costa Ltda. fundamentados en la normativa internacional que le permita a la compañía cumplir con los requerimientos de sus clientes, promoviendo la optimización energética, calidad del producto, competitividad comercial y considerando los intereses económicos involucrados.
El proyecto cobra importancia en el campo de la innovación industrial, debido a que este tipo de intercambiadores no poseen una caracterización térmica adecuada y su comportamiento, visto desde sus coeficientes de transferencia de calor, dista mucho de sus homólogos convencionales (fabricados en cobre); por lo tanto, la determinación de modelos que describan el comportamiento de dichos coeficientes, teniendo en cuenta características que sean relevantes para el diseño de los equipos abrirá las puertas para la aplicación de esta tecnología de vanguardia que permitirá diseñar equipos con una alta confiabilidad operacional.
Entre los productos a entregar en el presente proyecto se encuentra (1) los resultados del análisis de varianza del proceso de transferencia de calor en los radiadores, el banco de prueba normalizado con su respectiva guía de trabajo para la caracterización térmica, además de una completa e innovadora herramienta informática para ser utilizada como asistente de diseño de intercambiadores de calor de aluminio brazed con retardadores internos y aleteado externo, lo anterior en cuento a la generación de nuevos conocimientos y desarrollo tecnológico.