Por Ron Auvil
"Mi planta de enfriamiento ha dejado de funcionar, ¿sabe lo grave que es eso?"
Como gestor de proyectos y técnico superior, recibo encargos como este todos los veranos, generalmente a las tres de la tarde y especialmente días muy calurosos. La razón de estas llamadas de pánico es el número considerable de zonas y procesos de un edificio moderno que requieren un flujo de agua refrigerada casi continuo.
Una de esas aplicaciones se encuentra en la sala de servidores informáticos. Si el flujo de agua refrigerada se interrumpe durante tan solo unos minutos, la sala de servidores informáticos podría sobrecalentarse y provocar que los servicios más importantes de las computadoras fallaran. Otra zona de vital importancia es el quirófano de un hospital. En una planta, la maquinaria fundamental usa agua refrigerada para el proceso de enfriamiento. Aunque muchas plantas tienen exceso de capacidad, gran parte de esta capacidad no está disponible en condiciones de humedad y temperatura ambiente altas.
Los sistemas mecánicos involucrados van desde los ventiladores de una torre de enfriamiento hasta bombas, compresores y elementos auxiliares del sistema. La mayoría de los problemas pueden derivar en problemas mecánicos, eléctricos y de control.
Ventiladores de torre de enfriamiento
Los ventiladores de las torres de enfriamiento "repelen" el calor del agua condensada y lo devuelven a la atmósfera.
Los problemas mecánicos en los ventiladores de la torre suelen afectar al sistema de accionado del ventilador y a las aspas. El análisis de vibración puede usarse para identificar problemas venideros. Con una inspección exhaustiva en temporada baja debería poder identificarse cualquier problema mecánico en el ventilador de una torre.
Los problemas eléctricos en los ventiladores de la torre pueden afectar a los arrancadores, el cableado o el ventilador de los motores. Suelen usarse variadores de velocidad. Los componentes deberían comprobarse visualmente y con equipo de diagnóstico eléctrico.
Problemas de control en los ventiladores de la torre. Actualmente, la mayoría de las torres están controladas con un sistema de automatización de edificios (BAS). Si los ventiladores de una torre se activan correctamente, puede ser que exista un error de programación en el BAS y sea necesario comprobarlo o cambiarlo.
Bombas del sistema
Entre los tipos de bombas de un sistema de enfriamiento se encuentran las bombas de agua refrigerada y del condensador. En muchos sistemas complejos y de grandes dimensiones hay bombas de agua refrigerada tanto primarias como secundarias. Suele haber varias bombas disponibles para variar la capacidad y aumentar la redundancia en caso de falla.
La vibración, la alineación y los sellos averiados suelen ser los problemas mecánicos en la bomba de un sistema. Un analizador de vibración, como el analizador de vibración Fluke 810, puede usarse para diagnosticar problemas mecánicos comunes y evitar las fallas de la bomba en la mitad de la temporada.
Problemas eléctricos en las bombas del sistema. Como en el caso de los ventiladores de la torre, actualmente la mayor parte de las bombas se accionan mediante variadores de frecuencia. Una advertencia con respecto a esto: el contratista eléctrico tiene que instalar correctamente el accionador. Recientemente estuve en una planta de enfriamiento en la que ningún accionador se había instalado debidamente. Esto se tradujo en un funcionamiento poco óptimo. Para obtener más información acerca de los problemas en los variadores de frecuencia, lea la nota de aplicación Fluke "Resolución de problemas tras realizar mejoras eléctricas".
Controles de la bomba del sistema. De nuevo, estos sistemas suelen estar controlados mediante un BAS. Debería comprobarse el modo de avería del BAS para asegurar que se realizará una transición suave de la bomba "líder" a la bomba "auxiliar" en el caso de que falle la primera. Todos los modos de avería posibles deberían comprobarse antes de que la planta de enfriamiento se ponga en funcionamiento.
Compresores
El compresor es el corazón y el alma de una planta de enfriamiento. Aunque la mayoría de las plantas de enfriamiento en las que he trabajado usan enfriadores centrífugos, también se usan compresores de tornillo, recíprocos y espirales. Cualquier avería en el compresor provocará que el sistema se detenga y se ponga en funcionamiento una máquina auxiliar.
Los problemas mecánicos del compresor suelen afectar a los engranajes, los accionadores, la alineación y los rodamientos. Los compresores recíprocos tienen pistones y cigüeñales que pueden averiarse. Hay disponible una gran cantidad de diagnósticos para los compresores, incluidos los análisis de vibración, de aceite y de refrigerante.
Problemas eléctricos del compresor. La mayoría de los compresores cuentan con circuitos eléctricos complejos que hacen funcionar al compresor y sus elementos auxiliares, además de proporcionar control de la capacidad del compresor para que coincida la carga. Los circuitos eléctricos pueden sufrir fallas en sus componentes. Afortunadamente, hay un excelente equipo de diagnóstico moderno disponible. Las comprobaciones suelen incluir el uso de un comprobador del aislamiento para verificar la resistencia de aislamiento de los motores y todos sus elementos auxiliares. También se recomienda comprobar la corriente en cada circuito para determinar las condiciones del motor.
Otra condición eléctrica que debe observarse es la calidad eléctrica del suministro de la empresa pública. Un problema momentáneo con el suministro de energía que entra puede afectar a la secuencia completa de la planta de enfriamiento.
Problemas de control del compresor. Las secuencias de control de una planta de enfriamiento de grandes dimensiones son complejas. Como se menciona anteriormente, los refrigeradores individuales, las torres y las bombas se controlan en secuencia para satisfacer la carga de las instalaciones. Las secuencias de control deben comprobarse con mucho detalle. En los últimos meses he estado trabajando en plantas de enfriamiento de grandes dimensiones en los que hubo algún problema que no anticipó el sistema de control. En estos casos, ese problema inesperado provocó el apagado de la planta por completo. Se pudo evitar la catástrofe, aunque solo parcialmente, estableciendo los dispositivos de la planta de enfriamiento en la posición "manual". En pocas palabras: hay que esperar lo inesperado. Un ejemplo de esto es una secuencia de falla eléctrica, incluyendo una secuencia de falla eléctrica del generador auxiliar.
Elementos auxiliares
En muchos casos, los elementos auxiliares de la planta de enfriamiento pueden ser tan importantes como las torres y el compresor. Los elementos auxiliares abarcan desde bombas y calentadores de aceite hasta equipos de suministro químico y sistemas de purga. Si un problema provoca que estos sistemas fallen, también fallarán las máquinas que les brindan servicios. No es mala idea asegurar un funcionamiento adecuado de los auxiliares antes del encendido, además de comprobar que brindan adecuadamente servicio a los dispositivos principales.
Continuidad del suministro de agua refrigerada
Cualquiera de los problemas anteriores puede provocar que un enfriador se apague. Esto puede significar un corte de agua refrigerada para las zonas más importantes, lo que podría dar lugar a una falla grave del sistema.
Las plantas de agua refrigerada pueden llegar a ser muy importantes para el funcionamiento constante de una instalación. Una pequeña cantidad de dinero invertida en el mantenimiento y el diagnóstico del equipo de la planta puede asegurar la continuidad del suministro de agua refrigerada a esos sistemas "increíblemente importantes". Y, quizás, nos ayudará a mí y a mis compañeros a evitar esas llamadas desesperadas.