Introducción
Este artículo presenta los detalles de un Trabajo Fin de Máster (TFM) enfocado en el diseño integral de un climatizador industrial para el acondicionamiento de un almacén en la empresa ROS S.A. en Alcalá de Henares, Madrid. La climatización industrial ha evolucionado para ofrecer soluciones de optimización y ahorro energético, y este proyecto se alinea con esa tendencia.
Planteamiento del Problema
El problema central abordado es la creciente necesidad de un Análisis y diseño de un climatizador industrial para un almacén. especialmente en los sectores farmacéutico, alimentario y químico. El aumento de las temperaturas globales y normativas estrictas como las GMP, RITE y FDA hacen imperativa una climatización adecuada para proteger tanto la salud de los empleados (previniendo estrés térmico y golpes de calor) como la calidad de los productos. Se requieren sistemas que controlen presiones, filtren el polvo y mantengan temperaturas adecuadas, ya que el incumplimiento de las normativas puede tener graves consecuencias.
Justificación de un climatizador industrial
La justificación de este proyecto se basa en múltiples valores:
- Valor científico: Contribuye al conocimiento de la ingeniería al desarrollar una solución avanzada en un climatizador industrial.
- Valor social: Responde a la necesidad de mejorar las condiciones laborales y ambientales, garantizando un entorno seguro para el personal y óptimo para los productos.
- Valor práctico: La investigación tiene una aplicabilidad directa y real en la mejora de procesos industriales.
- Valor económico: El diseño propuesto, con un control automático robusto y funciones como el free-cooling, busca la optimización energética, lo que se traduce en una reducción de costos operativos y de mantenimiento.
Metodología
La metodología del proyecto se estructuró en varias etapas interrelacionadas. Comenzó con una investigación exhaustiva y el dimensionamiento del climatizador industrial. Se realizaron análisis y cálculos rigurosos para la selección de cada componente, incluyendo las cargas térmicas, el caudal de aire necesario y la pérdida de carga del sistema. En paralelo, se desarrollaron el diseño 3D, la programación del PLC y la elaboración de los planos eléctricos.
El climatizador fue diseñado para un almacén de 550 m³ en Alcalá de Henares. Los cálculos se basaron en datos de la AEMET y consideraron cargas internas (trabajadores, luces, montacargas) y cargas por transmisión. Para cumplir con la normativa ISO 14644 (categoría ISO 8), se establecieron 20 renovaciones de aire por hora y un sistema de filtrado de cuatro etapas (G4, F7, F9 y HEPA H14).
Se seleccionaron componentes clave como cuatro ventiladores centrífugos, variadores de frecuencia (VFDs), un PLC Siemens S7-1215C y una interfaz HMI TP1200 Comfort. La programación incluyó un modo simulación que validó el comportamiento del sistema bajo diferentes condiciones climáticas y un innovador modo Eco que ajusta la consigna de temperatura para maximizar el ahorro energético.
Resultados
Los resultados de la simulación confirmaron que el sistema es robusto, fiable y libre de errores. Las gráficas demostraron que el climatizador alcanza y mantiene las consignas de temperatura y presión de forma gradual y estable, respondiendo eficientemente a perturbaciones externas. El análisis económico arrojó un presupuesto total de 83,158 €, lo cual es competitivo con las soluciones existentes en el mercado y confirma la viabilidad económica del proyecto.
Conclusiones
El proyecto ha logrado cumplir con todos sus objetivos, demostrando que el diseño y funcionamiento del climatizador industrial son técnica y económicamente factibles. Mediante cálculos rigurosos, se seleccionaron componentes esenciales y se elaboraron los esquemas técnicos necesarios. La programación estructurada y la validación a través del modo simulación confirmaron el comportamiento esperado del sistema, garantizando su eficiencia y fiabilidad. El proyecto representa una solución integral para las necesidades de climatización de ROS S.A., cumpliendo con todas las normativas aplicables y sentando las bases para futuras mejoras como la implementación de un sistema SCADA.
Autores: David Martín Tarrío, Carlos Miguel Reyes Llanes, Luis Eduardo Pacheco Rivera. Máster Internacional en Electrónica Industrial, Automatización y Control
