Cuándo el calor fluye a través de una pared plana o circular, cómo la de las tuberías, o un panel de una cámara de refrigeración, la dirección del flujo es en todos los puntos radial al eje y perpendicular a la superficie. En la medida que el espesor de la tubería o de la placa es mayor, mayor es la resistencia al paso del calor. Influye en la velocidad de conducción del calor, el tipo de material que tiene que atravesar y la diferencia de temperatura entre la temperatura interior y la de la superficie, que es la exterior.
Es un fenómeno muy común en todos los sistemas que conducen fluidos térmicos, tanto calientes cómo frío.
En los procesos de transferencia de calor, que están presentes en los sistemas técnicos de las industrias, de los edificios, de los centros comerciales, pueden sin lugar a duda centrarse un buen por ciento de las pérdidas posibles de la energía, que nos afectan a la factura (el costo) energética.
A la vez, las pérdidas de energía significan más emisiones de CO2 a la atmósfera ya que por lo general la energía que se pierde ha sido generada partiendo de un combustible fósil.
Un problema que tiene que ser considerado con toda la importancia e implicaciones que por su peso tiene, es el efecto que produce el calor emitido en el proceso de transferencia sobre el ambiente de trabajo y su higiene. No tener en cuenta este proceso y saberlo controlar a nuestra conveniencia, genera graves resultados. Menciono algunas de las experiencias que he vivido en la práctica:
1- No considerar aislar correctamente la cubierta metálica de una gran nave o taller de 100 m de largo por 70 de ancho, dentro de la cual se instaló una línea de producción compuesta por diversos sistemas energéticos que requería de una precisa y compleja automatización, generó consecuencias desastrosas que casi colapsaron la gran inversión millonaria. La temperatura sobre la cubierta reportaba temperaturas entre 70 y 80 ºC. La elevada temperatura exterior, comparada con la del interior que por supuesto era alta respecto al ambiente, pero mucho menor que la exterior, hacia que el calor fluyera por radiación al interior de la nave, en tal magnitud que era insoportable para los trabajadores que tenían que realizar las tareas y atender el flujo de producción.
Además, los procesadores de automática entraban en paro por las altas temperaturas a las que estaban sometidos y las pérdidas se multiplicaban Y todo por consecuencia de una mala selección del material aislante y un pésimo montaje del mismo.
No hay que argumentar más, todo ya está dicho. Podemos deducir la magnitud de la inversión que hubo que realizar para atenuar el efecto negativo que se estaba produciendo.
2- Otra experiencia, que no es menos dolorosa que la anterior. En un gran centro comercial, con más de 10 000 metros de tubería de agua fría, en un sistema de circulación con tres circuitos (el primario, el secundario y los que alimentan a cada uno de los niveles del centro comercial), me tocó la tarea de solucionar las pérdidas y problemas que se presentaban por diferentes conceptos:
a) ganancia de calor que significaban pérdida de electricidad o energía y altos costos de la factura.
b) condensaciones que a chorros caían sobre falsos techos, sobre pasillos e inundaban el almacén que estaba en el sótano, causando la destrucción de partes importantes de la edificación y de los productos que se almacenaban en el Centro Comercial.
c) afectaciones en la salud de trabajadores que operaban en las zonas de elevada humedad, presentando afecciones respiratorias en su mayoría.
Causa: mala selección del material y su dimensionamiento y principalmente, un deficiente, improvisado e irresponsable montaje del aislamiento térmico, sin tomar en cuenta puentes térmicos, pasos de niveles, ajuste del aislamiento a los diámetros de tubería, espesores adecuados a las temperaturas y el cómo garantizar la barrera de vapor, entre otras cosas.
¿Qué cuánto costó poner las cosas al derecho? Les diré...es más costoso reparar un problema de este tipo, que el costo inicial de una inversión bien hecha. Así que pueden sacar las conclusiones.
Sé que habrá personas que al leer estas experiencias recordarán haber encontrado en su camino cosas parecidas.
Y es el proceso de transferencia de calor la base de conocimientos que necesitamos para después entender que hacer y cómo hacerlo. De ahí que el contenido de estos primeros artículos facilitará la comprensión de los documentos digitalizados y herramientas de cálculo que más adelante iré editando en nuestro sitio web www.energianow.com y entonces, saber para qué y cómo emplear los procesadores de cálculo que voy publicando y cuánto se puede sacar a estos tipos de herramientas online.
Como siempre les planteo, estamos abiertos a sugerencias, colaboración y señalamientos. Eso nos ayudará a mejorar nuestro trabajo.
Gracias por la atención,
René Ruano Domínguez
Ingeniería Energética General
info@energianow.com
www.energianow.com
lunes, 21 de noviembre de 2011
viernes, 11 de noviembre de 2011
Transmisión de Calor. Aislamiento Térmico
Este artículo forma parte de un conjunto de informaciones y procesadores de cálculo para conocer, aplicar y poder realizar tareas de selección, diseño, proyectos, mantenimientos y modernizaciones de sistemas que requieren aislamiento térmico.
¿Cuál es el propósito que se persigue al publicar este artículo?
Por el peso que tienen en el consumo mundial energético los sistemas térmicos que requieren ser aislados, nos proponemos diseñar un conjunto de informaciones y procesadores de cálculo que sean útiles y propicien soluciones prácticas que faciliten la aplicación, mejoras, renovación y modernización del aislamiento en los sistemas de calor y frío. En la medida que sean editadas estas informaciones, se irán publicando en nuestro sitio web www.energianow.com. Con este artículo estamos dando a conocer el alcance del contenido y dónde se pueden encontrar esta información. Ya está online el primer documento.
El artículo:
Una de las formas en que se genera el calor es durante el proceso químico llamado combustión, al quemarse los combustibles. Los combustibles son portadores energéticos que tienen potencial para quemarse en presencia del gas oxígeno o una atmósfera que lo contenga, como es el aire ambiente.
La gran mayoría del total de las toneladas o barriles de petróleo fósil equivalentes que se extraen anualmente en el Mundo, de una u otra forma son quemados en los diferentes procesos energéticos. Para tener una idea de los volúmenes anuales de combustibles fósiles que emplean los 7 000 millones de seres humanos que ya somos, la cifra es cercana a los 12 000 millones de toneladas, 1715 kg anuales promedio per cápita. (como vemos, no es poquita. Si tienes auto puede ser que dupliques esta cifra y si vives en el primer mundo, que la tripliques).
Cada kilogramo de combustible equivalente que se quema, tiene asociado una masa de emisión de CO2 que supera en más del doble al kilogramo quemado. (El CO2 es un Gas Efecto invernadero) Así que si queremos estimar qué cantidad de CO2 se emite a la atmósfera, basta con multiplicar la masa de los combustibles destinados a quemarse por 2,3 - 2,7 kg de CO2/kg, intervalo de los indicadores de emisión para los diferentes tipos de combustibles existentes. Para un consumo mundial de 12 000 millones de toneladas de combustible, podemos afirmar que el volumen de CO2 que se ha emitido a la atmósfera es cerca de 30 000 mil millones de toneladas. (Con este indicador, ya puedes estimar, aprox. la cantidad que tú emites al consumir la energía en forma de electricidad, gasolina, diesel, carbón, gas natural o licuado)
Como conclusión de esta introducción, la gran mayoría del calor y frio que utilizamos a nivel mundial proviene de los combustibles fósiles, (la introducción de las fuentes renovables aún marchan muy lentas) los que a su vez tienen asociados volúmenes importantes de emisiones de CO2. Así que si queremos proteger el medioambiente, tenemos que cuidar celosamente cada unidad de combustible fósil para producir calor o frio y cada unidad de calor o frio, una vez generado.
El Asilamiento Térmico es el medio eficaz para conservar el calor y el frio, reduciendo sus pérdidas. De ahí la importancia de los conocimientos sobre esta especialidad de la ingeniería energética y su aplicación práctica.
Aislar térmicamente no es tan sencillo como pudiera parecer. Requiere aprender primero que hacer y cómo hacer, invertir después en los materiales, montar el material correctamente y saberlo mantener. Estos materíales y su montaje representan un alto porciento del costo de la inversión del sistema de conductos de transportación de los fluidos térmicos. Y en ocasiones también se deterioran rápidamente por un mal montaje o por no prever su conservación.
Conclusión, es beneficioso para todos saber sobre aislamiento térmico, para la economía en general, para reducir las facturas de pago mensual de nuestras familias, para aliviar la gravedad de la contaminación que nos está golpeando con fuerza y sin distinción de nacionalidad y raza.
Cada centavo que dediquemos en bien de reducir el consumo fósil y la contaminación ambiental, lo estaremos invirtiendo y multiplicando en valor agregado, en nuestros hijos, nietos, en el futuro del Planeta. Es una forma de poder cooperar con nuestra responsabilidad ambiental.
Como siempre les planteo, estamos abiertos a sugerencias, colaboración y señalamientos. Eso nos ayudará a mejorar nuestro trabajo.
Gracias por la atención,
René Ruano Domínguez
Ingeniería Energética General
info@energianow.com
www.energianow.com
¿Cuál es el propósito que se persigue al publicar este artículo?
Por el peso que tienen en el consumo mundial energético los sistemas térmicos que requieren ser aislados, nos proponemos diseñar un conjunto de informaciones y procesadores de cálculo que sean útiles y propicien soluciones prácticas que faciliten la aplicación, mejoras, renovación y modernización del aislamiento en los sistemas de calor y frío. En la medida que sean editadas estas informaciones, se irán publicando en nuestro sitio web www.energianow.com. Con este artículo estamos dando a conocer el alcance del contenido y dónde se pueden encontrar esta información. Ya está online el primer documento.
El artículo:
Una de las formas en que se genera el calor es durante el proceso químico llamado combustión, al quemarse los combustibles. Los combustibles son portadores energéticos que tienen potencial para quemarse en presencia del gas oxígeno o una atmósfera que lo contenga, como es el aire ambiente.
La gran mayoría del total de las toneladas o barriles de petróleo fósil equivalentes que se extraen anualmente en el Mundo, de una u otra forma son quemados en los diferentes procesos energéticos. Para tener una idea de los volúmenes anuales de combustibles fósiles que emplean los 7 000 millones de seres humanos que ya somos, la cifra es cercana a los 12 000 millones de toneladas, 1715 kg anuales promedio per cápita. (como vemos, no es poquita. Si tienes auto puede ser que dupliques esta cifra y si vives en el primer mundo, que la tripliques).
Cada kilogramo de combustible equivalente que se quema, tiene asociado una masa de emisión de CO2 que supera en más del doble al kilogramo quemado. (El CO2 es un Gas Efecto invernadero) Así que si queremos estimar qué cantidad de CO2 se emite a la atmósfera, basta con multiplicar la masa de los combustibles destinados a quemarse por 2,3 - 2,7 kg de CO2/kg, intervalo de los indicadores de emisión para los diferentes tipos de combustibles existentes. Para un consumo mundial de 12 000 millones de toneladas de combustible, podemos afirmar que el volumen de CO2 que se ha emitido a la atmósfera es cerca de 30 000 mil millones de toneladas. (Con este indicador, ya puedes estimar, aprox. la cantidad que tú emites al consumir la energía en forma de electricidad, gasolina, diesel, carbón, gas natural o licuado)
Como conclusión de esta introducción, la gran mayoría del calor y frio que utilizamos a nivel mundial proviene de los combustibles fósiles, (la introducción de las fuentes renovables aún marchan muy lentas) los que a su vez tienen asociados volúmenes importantes de emisiones de CO2. Así que si queremos proteger el medioambiente, tenemos que cuidar celosamente cada unidad de combustible fósil para producir calor o frio y cada unidad de calor o frio, una vez generado.
El Asilamiento Térmico es el medio eficaz para conservar el calor y el frio, reduciendo sus pérdidas. De ahí la importancia de los conocimientos sobre esta especialidad de la ingeniería energética y su aplicación práctica.
Aislar térmicamente no es tan sencillo como pudiera parecer. Requiere aprender primero que hacer y cómo hacer, invertir después en los materiales, montar el material correctamente y saberlo mantener. Estos materíales y su montaje representan un alto porciento del costo de la inversión del sistema de conductos de transportación de los fluidos térmicos. Y en ocasiones también se deterioran rápidamente por un mal montaje o por no prever su conservación.
Conclusión, es beneficioso para todos saber sobre aislamiento térmico, para la economía en general, para reducir las facturas de pago mensual de nuestras familias, para aliviar la gravedad de la contaminación que nos está golpeando con fuerza y sin distinción de nacionalidad y raza.
Cada centavo que dediquemos en bien de reducir el consumo fósil y la contaminación ambiental, lo estaremos invirtiendo y multiplicando en valor agregado, en nuestros hijos, nietos, en el futuro del Planeta. Es una forma de poder cooperar con nuestra responsabilidad ambiental.
Como siempre les planteo, estamos abiertos a sugerencias, colaboración y señalamientos. Eso nos ayudará a mejorar nuestro trabajo.
Gracias por la atención,
René Ruano Domínguez
Ingeniería Energética General
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