Practica en Planta Piloto de un Intercambiador de Calor.

J. MARTINEZ; S. ZAMORA; C. SASTRE; A. RIVEROS ZAPATA; A. BONOMO; R. BOJARSKY

Rosario - Santa Fé

Congreso; VII Congreso Argentino de Ingeniería Química (CAIQ) 2013 y 2das. JASP.; 2013

Entre las operaciones unitarias en una planta de procesos químicos, las operaciones de transferencia de calor son unas de las más comunes. Para este fin se pueden encontrar diferentes tipos de equipos en los que se puede intercambiar calor entre dos fluidos. Dada la importancia de este tipo de operación, es fundamental el aprendizaje del diseño y dimensionamiento de intercambiadores de calor  en un curso de grado de la carrera de Ingeniería Química. En la asignatura Operaciones Unitarias II, correspondiente al cuarto año de la carrera de Ingeniería Química, se enseña a los estudiantes a diseñar diferentes equipos, entre ellos intercambiadores de calor. El trabajo de Planta Piloto se realiza  con conocimientos previos, los que fueron impartidos en clases teóricas y a través de resolución de ejercicios y  problemas. El papel de las ideas previas en el aprendizaje significativo es fundamental. Esto es muy importante ya que el conocimiento se construye cuando se le otorga significado. Según Piaget, atribuir  significado a lo que se aprende, es establecer relaciones entre las ideas previas y las nuevas, asimilarlas y acomodarlas, es un proceso constructivo, gradual y situado. Cuantas más relaciones se establezcan, más se significa. Un trabajo de planta piloto brinda el espacio propicio para que el estudiante, afiance los conocimientos adquiridos y  se desenvuelva socialmente en un contexto de colaboratividad.  Este trabajo práctico, permitirá al alumno visualizar en forma concreta, la problemática que se presentará durante la operación de equipamiento industrial. El equipo empleado representa una unidad de baja capacidad de intercambio de calor, básicamente debido a una reducida  área de transferencia de calor. El estudiante enfrenta situaciones reales  tales como perdidas de calor y fallas en la aislación térmica, debiendo evaluar su importancia y determinar como se ven afectados los cálculos teóricos si estos u otros problemas de operación son solucionados o permanecen durante la experiencia, de manera tal de cuantificar en la práctica que variables son de mayor peso en este tipo de operación. Además el intercambiador de calor utilizado, consiste en un equipo reciclado, el cual fue donado a Planta Piloto II de la Facultad de Ingeniería, de la Universidad Nacional de Salta,   donde fue reacondicionado, por lo que también presenta problemas de incrustaciones, que es una situación similar a lo que sucede en la industria, situación que se vio reflejada en los cálculos realizados. La metodología propuesta a los alumnos consiste en el abordaje del estudio del sistema de intercambio térmico, verificando en primer instancia las condiciones operativas propuestas, por medio de un cálculo ordinario, que consite en determinar el área de transferencia disponible,  proponiendo un valor de coeficiente global de transferencia de calor (U) y en segunda instancia se opera el mismo hasta lograr las condiciones de estado estacionario, conociendo los valores de las temperaturas y caudales de las distintas corrientes, entrantes y salientes, que permiten el calculo del coeficiente de transferencia  de calor real del equipo (Ud), y por ultimo comparando los dos valores determinados, conjuntamente con una opinión técnica de las condiciones operativas del intercambiador de calor. El equipo empleado posee incorporados tres sensores de temperatura (pt100), un sensor de presion y cuatro electrovalvulas. La toma de datos de la instrumentación y accionamiento del equipo se realiza con un sistema SCADA, Supervisory Control And Data Adquisition, Novus, controlado mediante el software Superview. Como fluidos de intercambio se emplea vapor saturado, generado en una caldera humotubular y el fluido frío corresponde a un sistema de agua de refrigeración con torre de enfriamiento. Como medida complementaria a la formación ingenieril de los alumnos, planta piloto realiza en forma previa a la actividad una introducción a la seguridad, con énfasis en el cumplimiento de las normas de  higiene  y seguridad en el trabajo.