30 abril 2010

Oportunidades para los compuestos en la desalinización

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Se estima que en 2025 la necesidad de agua fresca se incrementará en un 50 %. Este incremento está producido por un consumo de agua creciente consumo de agua por persona de la población mundial. Se estima que en 2025 el 40 % de la población mundial sufrirá severas tensiones por escasez de agua.
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Actualmente, 18.000 millones de m3 de agua para beber son desalinizados en el mundo. En 2020 se espera que esta cantidad sea 3,5 veces mayor. La tecnología principal en las plantas de desalinización es la ósmosis inversa (ver Evolución de la tecnología de membrana de ósmosis inversa), un proceso de filtración que se usa para la purificación del agua. Esta tecnología trabaja usando presión para forzar a una solución de agua salada a través de una membrana, reteniendo la sal en un lado y dejando pasar el agua al otro lado.
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Actualmente la ósmosis inversa sigue siendo la tecnología principal, con un crecimiento al año del 12 %, y reemplazando a tecnologías anteriores como la de destilación o la multi-stage flash (MSF).
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Materiales compuestos en desalinización
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Los materiales más comúnmente usados en construcción para las plantas de desalinización son acero, acero al carbono y acero inoxidable. Sin embargo, la demanda creciente por agua presiona para aumentar el rendimiento en la desalinización. Los requerimientos de la industria incluyen la necesidad de plantas más grandes difíciles de instalar, con larga vida útil y bajos requerimientos de mantenimiento.
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Los materiales compuestos tienen características que permiten reemplazar materiales existentes usados en aplicaciones de desalinización. Por ejemplo, las tuberías y accesorios pueden fabricarse con plásticos reforzados de fibra de vidrio (GRP). GRP ofrece un número de beneficios claves cuando se comparan con los materiales tradicionales. Por ejemplo, en tanques de filtración de gran diámetro, GRP ofrece las siguientes ventajas:
  • Ahorros en costes de instalación y mantenimiento.
  • Disminución de costes de la propiedad.
  • Relleno interior uniforme - menor fricción de energía operacional.
  • Cuatro veces más ligero que el acero.
  • Longitudes de tuberías de hasta 12 m (todos los diámetros).
  • Menos complejidad - menos uniones presentan menos oportunidades para la aparición de grietas.
  • Larga vida útil libre de problemas durante cincuenta años o más.
  • Totalmente libre de corrosión.
Un reciente estudio que comparaba un sistema de tuberías de GRP con un sistema de tuberías de hormigón en una aplicación específica, demostró que la solución de hormigón requería más de cuatro veces el número de juntas, incrementando tanto la complejidad como el riesgo de pérdidas.
GRP se ha probado particularmente conveniente para la producción de tanques de filtración de gran diámetro y aplicaciones de alta presión tales como tuberías detrás de las bombas. Ya que en instalaciones limpias se usan agentes químicos para limpieza, se produce mucha corrosión en los metales por lo que es un beneficio clave la resistencia a la corrosión de GRP. Se consigue de esta forma reducir los costes de mantenimiento para incrementar la vida de la instalación.
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Bibliografía: Opportunities for composites in water desalination. Reinforced plastics Mach/April 2010

Micro-guía para hacer negocios en economías emergentes

La manera tradicional de hacer negocios en economías emergentes ha sido la de la implantación de grandes corporaciones que a base de invertir y buenas relaciones con el poder vigente en el momento conseguían suculentas tajadas. De esta forma grandes Bancos, empresas de telecomunicaciones y otras corporaciones consiguieron implantarse en las economías emergentes durante las segunda mitad del siglo XX.
Según nuestra experiencia desde hace muchos años, y si bien las cosas están cambiando; lo cierto es que en la mayoría de las economías emergentes hay un sentimiento de desconfianza hacia las empresas extranjeras que intentan realizar allí negocios. Es curioso porque ese sentimiento no existe en los países desarrollados respecto a empresas extranjeras que vayan a hacer negocios a su país. En nuestra opinión hay que trabajar para superar esa desconfianza para conseguir avanzar en los negocios internacionales en economías emergentes, y para ello creemos que la premisa fundamental debe ser contar con la población local, tantas veces ignorada.
Tras este preámbulo, vamos a hablar de algunos detalles que deben conocerse por aquellas personas que se intentan introducir en los negocios en países emergentes. La necesidad de internacionalización y la depresión del mercado en España hace que cada vez más empresas se embarquen en aventuras internacionales. El otro día hablando con el responsable internacional del primer banco español a nivel de CCAA, el hombre se lamentaba de los líos que se forman con las PYMES que inician la internacionalización como consecuencia de su desconocimiento de conceptos básicos de comercio internacional y cómo influyen en un negocio internacional de cualquier tipo.
Veamos algunas de las nociones básicas que es posible vayamos ampliando actualizando este artículo.
A) RÁPIDO CRECIMIENTO
El negocio actual en las economías emergentes se fundamenta en el rápido crecimiento que desde hace una década estos países han experimentado, el consecuente aumento de los ingresos familiares, el mayor gasto del consumidor y las emergentes oportunidades de negocio resultantes.
B) ALTAS TASAS DE AHORRO EN ASIA
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La sociedad asiática es ahorradora por naturaleza, y ello ha propiciado unas altas tasas de ahorro y sobre todo un bajo endeudamiento familiar. El bajo o nulo endeudamiento familiar en países de alto crecimiento económico y bajo endeudamiento familiar propicia que las familias estén en condiciones de aportar capital propio y ello crea condiciones de negocio.
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C) URBANIZACIÓN
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Otra de las características del negocio en los países emergentes es que están en un proceso masivo de urbanización. Ello requiere importantísimas inversiones en infraestructuras (ver Los lugares del mundo donde más se va a invertir en infraestructuras). Esta intensa demanda por materias primas también está provocando también emergentes oportunidades.
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D) DESEOS DE ESTABILIDAD SOCIAL
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Otro fenómeno que está ocurriendo en las economías emergentes es que hay fuertes deseos de estabilidad social. Muchos países han tenido problemas serios durante décadas.
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Muchos países están desarrollando políticas de paz y prosperidad enfocadas a crear puestos de trabajo y ello conlleva la aparición de nuevas oportunidades.
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E) RIQUEZA EN RECURSOS NATURALES
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La riqueza en recursos naturales en las economías emergentes propicia una intensa actividad de exploración, desarrollo y producción. Este proceso conlleva la aparición de importantes ingresos en los gobiernos locales y nuevas oportunidades en los mercados emergentes.
. F) TRANSPARENCIA CORPORATIVA
Una historia de corrupción y tumultos políticos ha dado paso a unos standards más altos de gobernanza corporativa.
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Aunque el camino por recorrer es largo, se han reducido notablemente las incertidumbres, y ello está provocando influjo de capital a muchas economías emergentes.
. Bibliografía: The Six Key Drivers of Emerging Markets. The Market Oracle. April 2010 La magnífica fotografía que ilustra este artículo fue obtenida de Werichanel.
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Otros artículos relacionados en Todoproductividad:

29 abril 2010

Interferencias de los parques eólicos con instalaciones militares

Un nuevo artículo en el que tratamos de estudiar ese tipo de aplicaciones que hacen singular y apasionante a la ingeniería, y en esta ocasión nos centramos en el estudio de las posibles incidencias que pueden tener las turbinas eólicas en instalaciones especiales como las de telecomunicaciones u otras instalaciones especiales.

Nos centramos en este artículo en exponer los últimos avances en el estudio de las posibles perturbaciones de la energía eólica sobre instalaciones militares.
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La controversia ha surgido cuando U.S. Air Force amenazado con parar la construcción de un parque eólico de 845 MW en el este de Oregón, lo que será el parque eólico más grande del mundo. El problema ha surgido porque las turbinas eólicas podrían interferir en estaciones de radar militares próximas. Esta confrontación puede amenazar otros proyectos eólicos importantes en la región y en otros lugares de USA, amenazando la creación de los 16.000 puestos de trabajo que se crearán tras el impulso de la administración Obama a las energías renovables.
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Las preocupaciones derivan del riesgo de que las grandes aspas de 338 turbinas eólicas gigantes interfieran con las señales del radar cuando se posicionan en ciertos ángulos. El Department of Defensa está dispuesto a rechazar los pertinentes permisos de la Federal Aviation. El proyecto es una incógnita ahora mismo pues aún nadie sabe como resolver el problema.

Hasta ahora la oposición a los parques eólicos había venido por su impacto paisajístico, es la primera vez que el rechazo procede de su posible impacto en otro tipo de instalaciones.

Los parques eólicos necesitan buen acceso, lugares elevados, una subestación y líneas de transmisión. Como norma general, los generadores son practicables si la velocidad del viento es de 16 km/h o más elevadas. Una localización ideal es aquella que tiene un caudal constante de flujo no turbulento todo el año con una probabilidad mínima de golpes repentinos de viento.

El proyecto eólico, al que el Pentágono denominó "riesgo para la navegación aérea" estaba planificado para comenzar en estos días. Se paraliza un proyecto cuyo presupuesto asciende a $2.000 millones de dólares. Es posible que los promotores tengan que parar el proyecto porque perderían los incentivos federales si la construcción no comienza pronto.

Algunos estudios realizados en el Reino Unido y en otros lugares muestran que las turbinas eólicas pueden causar perturbaciones en los radares, aunque hay soluciones de ingeniería que pueden implementarse. Un estudio llevado a cabo en 2003 por British Department of Trade and Industry concluyó que utilizándose hardware y software puede mitigarse o eliminarse el problema.

Más información aquí

Otros artículos en todoproductividad sobre tecnología militar:

El mercado dictó sentencia y ello supone que aumenten las restricciones al crédito

Las agencias de calificación serán buenas o serán malas, pero en último término son las que "cortan el bacalao". Si una agencia baja la calificación de un país, simplemente ese país tiene que pagar más por los créditos.
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No hay medida alguna para conseguir paliar esta situación salvo conseguir que las agencias vuelvan a subir la calificación, y eso sólo se hace aplicando las durísimas medidas que satisfacen aquellos a los que los españoles pidieron dinero prestado.
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La alegría especulativa de la pasada década ha puesto a los españoles en manos de los bancos extranjeros y sólo hay dos opciones: (Opción 1) Claudicar o (Opción 2) Claudicar más tarde con condiciones más estrictas aún.
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La calificación otorgada actualmente a España es pésima para un país desarrollado, pero aún puede bajar mucho más. Si no se aplica la opción uno, en uno o dos años habrá que aplicar la opción 2 a la griega.
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Como consecuencia de todo esto, lo que más beneficia a los trabajadores en estos momentos es pedir a través de los sindicatos que les bajen el sueldo. Al menos ahora tendrán capacidad de negociación sobre la cuantía de la bajada, en la opción 2 la negociación la hará directamente el FMI.
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La deuda soberana se encarece y para colmo los bancos han visto cómo las ayudas de liquidez del BCE se han cerrado nuevamente.
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Algunos artículos complementarios sobre lo que está ocurriendo pueden verse en:
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28 abril 2010

Fundamentos del nanoposicionado con transductores piezoeléctricos


PROPIEDADES DE LA NANOPOSICIÓN CON TECNOLOGÍA PIEZOELÉCTRICA
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Las propiedades de los sistemas de posicionamiento piezoeléctrico son las siguientes:

A) Resolución ilimitada

Los actuadores piezoléctricos convierten la energía eléctrica directamente en energía mecánica. Consiguen movimientos en un rango sub-nanómetro. No hay partes móviles en contacto cada una con otra que limiten la resolución.

B) Rápida expansión

Los actuadores Piezo reaccionan en cuestión de microsegundos. Pueden obtenerse aceleraciones de 10.000 g.

C) Alta fuerza de generación

Los actuadores piezo de alta carga son capaces de mover cargas de varias toneladas. Pueden cubrir rangos de desplazamiento de varios 100 µm con resoluciones en el rango de sub-nanómetros.
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D) Campos no magnéticos
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El efecto piezoeléctrico está relacionado con los campos eléctricos. Los actuadores piezo no producen campos magnéticos ni están afectados por ellos. Los dispositivos piezo están especialmente indicados para aquellas aplicaciones en las que no se toleran los campos magnéticos.

E) Bajo consumo

En operaciones estáticas, incluso manteniendo cargas pesadas durante largos periodos, no se consume virtualmente ninguna potencia. Un actuador piezo se comporta como un condensador eléctrico. Cuando está en reposo, no se genera calor.
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F) Sin desgaste
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Un actuador piezo no tiene partes móviles como engranajes o rodamientos. Su desplazamiento se basa en la dinámica de estado sólido y no muestra desgastes.
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G) Compatible con locales limpios y con vacío
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Los actuadores piezoeléctricos no causan desgastes ni requieren lubricantes. Algunos modelos no tienen revestimiento con polímeros y son por ello ideales para aplicaciones de vacío ultra-altas.

El efecto piezoeléctrico continúa operando incluso a temperaturas próximas a 0 ºK. Existen actuadores especialmente preparadas para su uso a temperaturas criogénicas.

NANOPOSICIÓN CON TECNOLOGÍA PIEZOELÉCTRICA

Los materiales piezoeléctricos se usan para convertir energía eléctrica en energía mecánica y viceversa. El movimiento preciso se origina cuando se aplica un potencial eléctrico al material piezoeléctrico.
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Algunas aplicaciones de los actuadores son las siguientes:
  • Actuadores stack: Son los más comunes y pueden generar las fuerzas más altas. Están disponibles unidades con desplazamientos en el rango de 500 µm. Para proteger el material piezocerámico contra condiciones externas destructivas, a menudo proporcionan carcasa de metal y un resorte de precarga integrado para absorber fuerzas de tensión.
  • Actuadores de tubo piezo: Explotan la dirección de contracción radial, y a menudo se usan en scanner de microalcance o microbombeo.
  • Actuadores bimorph y bender: Alcanzan rangos de desplazamiento en el rango de milímetros (a pesar de su tamaño compacto) pero generación de fuerza relativamente baja (pocos newtons).
  • Elementos de corte: Usan el componente de corte (shear) del efecto piezo-inverso y alcanzan largos desplazamientos y fuerzas.
  • Elementos piezo guiados (1 a 6 ejes): Son nanoposicionadores complejos con transmisiones piezo integradas, de estado sólido, conectadas libres de flisión.
  • Piezomotores: Se usan cuando se requieren largos rangos de desplazamiento. Se clasifican en motores ultrasónicos y motores Piezo-Walk.
Bibliografía: Designing with Piezoelectric Transducers Nanopositioning Fundamentals. PI Otros artículos relacionados: - Energy harvesting con tecnología piezoeléctrica. - La tecnología de sensores de film piezoeléctricos y sus aplicaciones. - Últimas innovaciones en los sensores piezoeléctricos.

Un chorro de dinero llega a las economías emergentes

. Olvidada la crisis financiera, los fondos de inversión retoman su actividad y las economías emergentes reciben un chorro de dinero sin precedentes. Hace unos días se alcanzó el record semanal de inyecciones de capital hasta alcanzarse la cifra de 1.800 millones de dólares, una cifra no conocida hasta el momento.
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Ello conlleva que las monedas de los países emergentes se hayan apreciado nuevamente (a la vez que el euro va cayendo). Los inversores en acciones a nivel global inyectaron otros $ 6.200 millones en las economías de rápido crecimiento tan sólo en la semana del 14 de abril, lo que hará que las medidas de estímulo económico sean retiradas pronto.
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Los bonos de inversión de las economías en desarrollo alcanzaron la cifra de $ 10.400 millones, superando los máximos de 2.005.
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Hay una distribución global de las inversiones y las economías favorecidas son las emergentes, donde además se están obteniendo rendimientos realmente importantes. Los pagarés en moneda local a diez años se pagan al 13 % en Brasil y al 8,7 % en Indonesia, muy por encima de lo que paga el tesoro de Estados Unidos (3,8 %), el japonés (1,33 %) o el alemán (3,11). Veintiuna de veintiseis monedas emergentes se han apreciado contra el dolar este mes, unas subidas impulsadas por la lira turca o el real brasileño.
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Estas economías se expanden y se calientan por lo que Australia, Malasia, india y Vietnam han iniciado ya la senda de la subida de tipos. Los inversores reciben bien las subidas de precios y de tipos y crece el interés por la deuda de las economías emergentes.
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Más información en Bloomberg

Eficiencia energética en el tratamiento de agua y residuales


Las soluciones de eficiencia energética en plantas de tratamiento de agua no han sido aún tratadas en TODOPRODUCTIVIDAD. En este artículo presentamos una primera reseña dirigida a explicar una interesante técnica que permite relacionar la ingeniería de procesos con la eficiencia energética, una técnica que a nuestro parecer es clave en la industria de hoy.
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Si bien hablamos de un programa concreto, realmente el programa es lo de menos. Lo interesante es el establecimiento de sistemas de instrumentación que permitan comparar el consumo energético en tiempo real en todas las fases de los procesos.
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La consultora británica WRc plc, ofrece servicios de gestión ambiental y tratamiento de agua y residuales. Actualmente participa en un programa que implica el estudio de nueve instalaciones de tratamiento de agua ubicadas en Reino Unido, cuatro en Italia y una en Irlanda. El proyecto está destinado a detectar cuáles son las áreas donde se puede ahorrar energía en este tipo de instalaciones.
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Metodología
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La forma de optimizar las plantas de tratamiento se basa en la utilización de un software destinado a analizar en detalle el consumo energético de las plantas. El programa está pensado para reducir el consumo de electricidad, utilizando técnicas avanzadas basadas en software web.
En el tratamiento de agua y en la depuración de aguas residuales el mayor coste operacional procede del consumo de electricidad, y el incremento en los precios de la energía está provocando la necesidad de comprender si la electricidad se usa eficientemente, localizar posibles ineficiencias y planificar intervenciones efectivas donde pueda reducirse el consumo sin comprometer el rendimiento.

El software utilizado en el proyecto se bautizó como EnergyPI, y permite al usuario:
  • Crear los trabajos de tratamiento de forma esquemática en un modelo gráfico simplificado.
  • Introducir datos de trabajo estáticos y datos estadísticos de cada proceso individual identificado en el esquema de trabajo.
  • Subir series temporales (princpalmente niveles de caudal, consumos de electricidad y lecturas de medición y datos físicos/químicos para todo el sitio además de cada proceso individual.
  • Realizar los cálculos, lo cual proporciona parámetros de eificiencia denominados indicadores de rendimiento energético.
Forma de ejecutar un proyecto

La evaluación del rendimiento se define desde el momento que en el software podemos analizar gráficamente el comportamiento de la planta tomada en consideración. Con esta información se posibilita disponer de un foro de discusión para los usuarios, que permite a la vez investigar nuevas ideas y tecnologías.
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La gráfica anterior indica los resultados de un proyecto de aereación en un depósito de lodos activos. Después de implantar el esquema se consiguió un ahorro energético de 2.000 kWh/día, unos resultados que pueden observarse en la gráfica. Los usuarios utilizaron también el software para controlar mejoras posteriores ajustando el algoritmo del dispositivo del control de aereación.



Bibliografía: Measuring and comparing energy efficiency of water treatment and supply. Research Foresight Partnership

Comunicaciones inalámbricas a través de la tierra

Hablamos de una nueva interesante tecnología relacionada con las comunicaciones inalámbricas. Pero en esta ocasión no hablamos de comunicaciones a través del aire sino que exponemos una tecnología innovadora de comunicaciones que se transmite a través de la tierra.
El sistema está pensado para trabajar en ambientes donde las comunicaciones son difíciles como la minería subterránea o las grandes instalaciones industriales.
Más información en la web del fabricante.
Palabras clave: Underground Wireless Communications & Rescue Technologies

26 abril 2010

Cómo hacer auditorías de eficiencia energética en la industria de procesos

. Para que una auditoría energética sea eficaz es necesario aplicar medidas sistemáticas de inspección que nos permitan detectar problemas y aconsejar medidas claras y precisas. No es fácil convencer a usuarios que como es lógico no conocen en detalle cómo se comporta la energía.
En una auditoría de eficiencia energética es también fundamental el cálculo del payback o retorno de la inversión, y el motivo es bien sencillo, las medidas a tomar producen tasas de retornos muy diferentes entre sí. Es necesario que el usuario disponga de unos criterios claros sobre cuál es la rentabilidad de las distintas opciones.
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Según nuestra experiencia en este campo en diferentes países hemos encontrado que a muchas personas les cuesta muchísimo entender el concepto de eficiencia energética. Pueden estar acostumbrados al derroche y es difícil convencerles de otra cosa de la que nunca han oído hablar. Otra experiencia personal es que precisamente en los países más pobres es donde inconscientemente más se derrocha, mientras que en los países ricos se llega a ahorrar hasta niveles increíbles en eficiencia energética. Ya hablaremos de esto, por ahora recomendamos este artículo para quien no lo haya leído (Sobre cómo en Alemania hacen eficientes sus viejos edificios).
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Si bien métodos sobre auditorías de eficiencia energética los encontramos con profusión (quizás más de la cuenta) cuando nos centramos en edificación; el panorama cambia bastante si tratamos de profundizar en esta disciplina en el sector industrial. Realmente se han desarrollado muchos métodos, pero a nuestro parecer son poco conocidos aún, al menos los métodos efectivos.
En este artículo, que como otros importantes es probable vayamos actualizando, vamos a hacer una introducción general al proceso de auditoría aplicable en las plantas industriales complejas.
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A) ¿QUÉ ES UNA AUDITORÍA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA?
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La auditoría energética es un procedimiento destinado a definir cuánta energía puede ser ahorrado en un proyecto. Es por tanto decisivo que la auditoría cuantifique la energía que puede ahorrarse y determine aproximadamente los costes del proyecto. Al respecto indicar que muchas veces se ofrecen auditorías energéticas sin cuantificar el ahorro que puede obtenerse, por lo que estaremos ante una auditoría claramente inoperativa.
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B) COMENZANDO CON LA AUDITORÍA
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Una auditoría debe comenzar usando registros históricos que nos ayuden a determinar los costes de operación. Obviamente en la mayoría de las plantas industriales no vamos a encontrar datos históricos con el suficiente detalle, pero hoy en día es bien sencillo obtenerlos en tiempo real. Si las máquinas son complejas el proceso de analizar los consumos no será tan sencillo, entramos en el campo de la instrumentación y de los sensores de los que hemos hablado en muchos artículos.
Otra cuestión a tener en cuenta es que los procesos de consumo no son estacionarios, por lo que en determinados procesos (sobre todo procesos térmicos) es necesario estudiar los consumos en diferentes situaciones y relacionarlos con indicadores del rendimiento (por ejemplo en sistemas de refrigeración industrial o calderas). Los consumos de los procesos térmicos pueden depender de las configuraciones, de diseños o de parámetros de funcionamiento tales como el número de arranques de los motores (ver por ejemplo Optimizando el rendimiento de las enfriadoras de agua). La simulación computerizada, de la que hablaremos en detalle en un futuro próximo, es aquí nuestra principal aliada, ya que podremos estudiar un caso base e ir comparándolo con otras opciones.
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Las unidades con alto uso de energía deben ser seleccionadas sobre unidades que son menos dependientes del consumo energético. Las unidades que usan más energía presentan por economía de escala más oportunidades de ahorro energético. Aquí se aplica la norma 80/20 (Ver Principio Pareto como estrategia de reestructuración de costes).
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En las plantas industriales encontramos tres áreas importantes de uso de la energía:
  • Hidrocarburos líquidos o gaseosos.
  • Energía eléctrica.
  • Vapor.
C) PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
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La metodología de eficiencia energética que utilicemos debe ser clara y sencilla para facilitar el análisis del expediente.
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El primer paso es asegurar que las modificaciones o mejoras propuestas estén correctamente definidas e incluyan todas las ramificaciones potenciales. El procedimiento más claro es utilizar un diagrama del proceso donde marquemos en círculos las áreas que pueden ser modificadas.
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Posteriormente las mejoras previstas se irán incorporando.
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También es útil un diagrama de instrumentación y tuberías (P&ID).
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E) ÁREAS DE INVERSIÓN POTENCIAL
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En la industria de procesos se ha encontrado que varias áreas producen interesantes retornos en las inversiones. Entre otras podemos considerar las siguientes:
  • Tecnología pinch de redes de intercambiadores de calor para recuperar más calor.
  • Sistemas de control del exceso de aire en calentadores de llama.
  • Recuperación de calor de la sección de convección en calentadores de llama (incluyendo calderas y hornos).
  • Sustituir las transmisiones de vapor de contra-presión en equipos rotatorios no críticos con motores eléctricos más eficientes.
  • Sistemas de control de la bajada de presión para sistemas de vapor con excesivas subidas y bajadas de presión.
  • La evaluación de las columnas de separación próximas al punto de vaporización permite mejora el ahorro. Especialmente añadiendo más bandejas o haciendo una separación menos precisa si la pureza del producto lo permite.
  • Sustituir motores de baja eficiencia por otros de alta eficiencia en las grandes transmisiones.
  • Reducir de la caída de presión al mínimo a través de válvulas de control.
  • Recuperar el calor de los residuos.
  • Reparar pérdidas en trampas de vapor (pequeñas soluciones añaden grandes ahorros).
  • Reemplazar o añadir aislamiento a equipos de alta presión.
  • Integración del calor de procesos entre unidades de proceso en el mismo complejo de operación para acoplar mejor las temperaturas de las fuentes de calor y sumidero de calor como parte de la mejora de la recuperación de calor de pinch.
F) EVALUACIONES PRELIMINARES
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Una vez se han identificado ideas de ahorro energético pueden estimarse los costes y analizarse el payback respecto al ahorro de costes de operación. Las distintas opciones se comparan entre sí ordenándolos por payback.
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G) PLAN DE EJECUCIÓN
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El plan de ejecución considera el mejor uso de ingeniería, estimación de costes, procurement y recursos de gestión de la construcción. De esta forma se estudia si es preferible agrupar o no varios pequeños proyectos en uno más grande.
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Bibliografía:
  • Doing an energy audit. Chemical Engineering February 2010.
Palabras clave: Process flow diagram (PFD), piping and instrumentation diagram, back-pressure steam driver

Tecnología para obtener energía de las mareas

La obtención de energía es hoy posible a partir de una interminable fuente de recursos renovables y ello propiciará que en los próximos años la energía pueda llegar a muchos lugares donde hoy es costosa.
Una tecnología reciente pero plenamente desarrollada son las centrales minihidráulicas que obtienen energía a partir de las corrientes mareales.
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Se estima que la energía de las corrientes mareales puede añadir aproximadamente 100 GW al suministro de electricidad del mundo. La compañía Voith Hydro ha desarrollado una solución que permite obtener esta energía utilizando una simple turbina de eje horizontal. El nuevo diseño está especialmente centrado en la fiabilidad del suministro, un factor clave en el avance de la nueva tecnología, sometida a ambientes marinos difíciles.
REVISIÓN DE LA TECNOLOGÍA
La solución Voith Hydro para la utilización de la energía de las corrientes mareales usa una robusta turbina de eje horizontal con un rotor de tres hojas y un aparato desplegado que proporciona acceso fiable al sistema.
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VENTAJAS DE LAS TURBINAS
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Robustez a través de la minimización de partes propensa a fallos y partes que requieren mantenimiento intensivo:
  • Acoplamiento de transmisión directa y libre de engranaje.
  • Excitación magnética permanente.
  • Velocidad variable para acomodar aspas de montura fija.
  • Eliminación de grasa mediante tecnología de lubricación de agua marina.
  • Eliminación de sellos dinámicos.
  • Perfil de aspas simétricas para operación bidireccional, evitando requerimientos de montaje y viraje.

SISTEMAS DE ACCESO

Un sistema de generación de energía no puede operar de forma efectiva sin un acceso consistente a la máquina remota para mantenimiento y puesta en servicio. La estrategia de Voith Hydro para su despliegue y mantenimiento incluye un módulo para la retirada de la góndola.

CONSIDERACIONES DE INSTALACIÓN

La operación ideal tiene lugar bajo las siguientes condiciones:

  • Velocidad de corriente mínima de 3 m/s.
  • Profundidad del agua de al menos 30 m.
  • Conexión a la red de distribución a menos de 4.000 m de la turbina para sistemas usando electrónica de potencia en tierra.
Palabras clave: Seawater lubrication technology

25 abril 2010

Seguimiento del precio del crudo con el dólar fuerte

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25-04-10. El petróleo ya por encima de $85
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El viernes el petróleo ha superado los 85 dólares por barril, una cotización peligrosa desde el punto de vista de la inflación. El detonante ha sido nuevamente el mercado de Estados Unidos.
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La recuperación económica es más fuerte de lo previsto hasta el momento y el sector inmobiliario se está reactivando de nuevo. Las previsiones apuntan hacia un incremento en la demanda de energía y ello hace subir el precio del crudo. También la demanda de China e India están impulsando los precios. Las últimas previsiones apuntan que el crecimiento de China será este año del 9,9 %, superior al 9,1 % estimado anteriormente.
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Las perspectivas de Alemania, la tercera economía del mundo, son también buenas según los últimos indicadores y ello incide igualmente en los precios.
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21-04-10. El crudo retoma las subidas tras la apertura de los aeropuertos
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El petróleo ha retomado la senda alcista tras la reapertura de los aeropuertos europeos. En Nueva York se cotiza ya a $84,42. Otros metales que avanzan hoy son el platino y el paladio, demandados sobre todo por la industria de fabricación de vehículos.
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17-04-10 Los combustibles incrementan su precio un 25 %
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La rentabilidad de los proyectos depende en gran medida de los costes energéticos y parece claro que estamos ante una nueva escalada en los precios. Reconvertimos un post anterior para llevar un seguimiento más detallado (ver post equivalente de 2008).
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Como ya advertíamos en febrero (ver aquí) el nuevo panorama es diferente al de 2008, pues en esta ocasión el dólar está fuerte. En gran medida la subida de 2008 se debió a un dólar débil, por lo que parece claro que estamos ante un nuevo fenómeno y es la subida del petróleo en un escenario de dólar fuerte.
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05-04-10 Tarde
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Los precios del petróleo han escalado nuevamente esta tarde y han alcanzado su cota más alta desde Octubre de 2008. La subida de hoy es otro dos por ciento y con ello el precio del crudo roza los 87 dólares.
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Las nóminas de pago en EE.UU. subieron 162.000, a una velocidad no conocida en los últimos tres años, el sector servicio se expandió y el número de viviendas pendiente de venta aumentaron.
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El mundo despierta de la recesión y el mecanismo de devorar energía se enciende.
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05-04-10 Mañana
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El crudo roza ya los 86 dólares (85,89) como consecuencia de las continuas evidencias de una recuperación económica mundial. Esto supone un nuevo componente de cambio en el panorama económico ya que aparte de subir el petróleo estamos en un escenario de debilidad del euro (se mantiene bastante estable últimamente). Todo parece indicar que si el despegue de Estados Unidos se confirma, el petróleo y las materias primas despegarán también con fuerza. El cobre, por ejemplo, ha avanzado tanto como un 1,2 % y se cotiza en Nueva York a $7.885 dólares la tonelada.
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Son muchas las noticias que hacen subir el precio del petróleo, y entre otras destacamos los informes que confirman la expansión de la fabricación en China, Europa y Estados Unidos. En Japón el pesimismo está decreciendo. Más información en Bloomberg

Sobre cómo los mercados se encargan de aplicar las medidas que los gobiernos no se atreven

Independientemente de quienes sean los culpables de la depresión española lo cierto es que los que tienen que tomar medidas no parecen tener ningún interés en actuar eficazmente:
a) Los partidos políticos siguen enfrascados en sus luchas políticas con el único objetivo de obtener el poder o mantenerse en el mismo. Es por ello que a la sociedad no se le informa realmente de la magnitud de la crisis nacional.
b) Los derechos sociales obtenidos en épocas de bonanza especulativa pretenden mantenerse a ultranza en periodos en los que la actividad productiva se ha destruido y la recaudación vía impuestos se ha desplomado.
c) El sueldo de los funcionarios es intocable aunque no haya dinero para hacer frente a sus nóminas y la solución es continuar endeudándose.
d) Si bien el 20 % de la población está ya desempleada y sin opciones a encontrar trabajo, los que se mantienen en sus puestos de trabajo no están dispuestos a hacer ningún sacrificio salarial.
e) Los que disponen de dinero, ya sea acumulado con duro sacrificio o por vía especulativa, obviamente no van a sacar las castañas del fuego. Simplemente hacen uso de usar su dinero en lo que estimen conveniente y buscan una hucha más segura sacando el dinero del sistema tradicional que ahora peligra.
f) De las Comunidades Autónomas mejor no hablemos para que este artículo no sea demasiado dramático. Tan sólo indicar que pese haber caído sus ingresos en 13.000 millones por el desplome del sector de la construcción, las autonomías mantienen sus gastos corrientes como si tal cosa (ver Fuente).
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Pero lo que hay que decirle a la gente, explicándoselo de forma sencilla seguro que lo entiende todo el mundo, es algo así:
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Si un funcionario consiente que su pagador se endeude de esta manera está destruyendo su futuro. Negarse a una bajada de un 4 % actualmente supondrá que al agravarse la crisis de deuda, en dos años firmaría como fuese una bajada del 30 %.
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Este mismo razonamiento es aplicable a la población en general.
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¿Por qué?
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El motivo es muy sencillo y bien fácil de explicar. Así que no se entiende por qué no hay forma de conseguir tomar en España la única medida que aliviará la situación:
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AUSTERIDAD DRÁSTICA
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El problema es que si el endeudamiento sigue aumentando a la vez que la capacidad de producir se destruye vía desempleo España tiene cada vez más dificultades para pagar a sus acreedores: Los mercados internacionales.
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Y como los mercados internacionales no nos prestan a largo plazo, las renovaciones de la deuda se encarecen progresivamente hasta que sólo se pagan intereses. Siempre habrá quien nos querrá prestar dinero, pero cada vez pagaremos más y ello alargará la crisis durante décadas.
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Ese es el motivo por el que las depresiones de deuda como la española se alargan tanto en el tiempo, porque no se consiguen tomar medidas de austridad en su momento.
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El ejemplo de los bonos griegos
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En la figura vemos lo que ha ocurrido con la deuda griega, simplemente mantener su deuda se ha hecho desproporcionadamente costoso. Los bonos griegos han llegado a valer lo mismo que la deuda de Pakistán, ya que para obtener dinero a dos años Grecia se ha visto obligada a pagar intereses el 11 %.

Almacenando en hidrógeno la energía del viento

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Nuevamente abordamos el almacenamiento de energía obtenida a partir de fuentes renovables (ver Tecnologías de almacenamiento de la energía eólica, evaluación de la rentabilidad del aislamiento de la energía térmica en la tecnología CSP), La elevación de agua como método para apoyar la integración de la energía eólica) y como siempre buscamos tecnologías que traten de solucionar el problema de lo irregular de la generación de energías renovables. Los científicos buscan formas de almacenar los excedentes de energía para poder convertirla nuevamente en electricidad cuando se requiera. Una opción es el almacenamiento de hidrógeno subterráneo, que no es cara, es altamente eficiente, y puede alimentar de energía la red rápidamente.
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El principal problema que se pretende resolver es la importante generación que tiene lugar en días ventosos en países con gran capacidad eólica como Alemania o España. .
La solución ideal es almacenar la electricidad excendentaria e inyectarla regularmente a la red de forma que se mantenga siempre equilibrada. Si la red no está cuidadosamente equilibrada la corriente alterna transmitida se desviará de la frecuencia estipulada (50 ó 60 Hz según país), cayendo en caso de exceso de demanda, o elevándose en el caso de sobrealimentación.
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Ambos escenarios deben evitarse, ya que se ponen en peligro de daño dispositivos conectados tales como motores, aparatos eléctricos, computadores y generadores.
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Pero el exceso de energía producida en determinados periodos obliga a parar plantas de generación convencionales, y absorbiendo de esta forma el exceso de demanda. Dependiendo del país se podrán parar unas u otras fuentes de generación, normalmente hidroeléctricas pues las plantas de lignito o nucleares son difíciles y costosas de parar.
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En días ventosos pueden ocurrir cosas raras. Por ejemplo, puede ser necesario vender la energía excedentaria y su precio puede caer incluso por debajo de cero. El precio negativo de la energía fue una realidad en Europa el 3 de mayo de 2009 en European Energy Exchange (EEX) el MWh se cotizó a menos 152 €. En otras palabras, el operador de la planta puede optar por pagar antes que reducir la producción.
Almacenamiento de energía con agua
Una forma de solucionar el problema es utilizar la energía excedentaria para poner a elevar agua que luego sea aprovechada por turbinas hidroeléctricas. La eficiencia energética de las plantas de almacenamiento de agua es del 89 %. Hasta el momento esta es la tecnología que se utiliza para suministrar agua. En Alemania, la planta más importante en operación está en Goldisthal, situada a unos 350 km al suroeste de Berlín. Las instalaciones tienen una capacidad de 1060 MW y pueden, en sistuación extrema, suministra energía al estado de Turingia durante 8 horas.
Baterías y aire comprimido
Otros países industrializados tales como USA y China hacen uso de plantas de bombeo. Adicionalmente, se hacen importantes esfuerzos para encontrar métodos alternativos. El método mejor conocido de todos los dispositivos de almacenamiento eléctrico es la batería recargables y también en forma de aire comprimido.
. Almacenamiento de hidrógeno
Un método alternativo interesante a los ya mencionados es el almacenaje de hidrógeno. Aquí, la energía excedentaria se usa para producir hidrógeno por medio de un proceso de electrólisis. El gas se almacena posteriormente en cavernas subterráneas a presiones entre 100 y 350 bares. Las pérdidas no son un problema en estas instalaciones y las pérdidas anuales son inferiores a 0,01 %. Esto es debido a que las paredes de rocas saladas de tales cavernas se comportan como un líquido, y las pérdidas se sellan automáticamente. Las cavernas usadas para almacenamiento a corto plazo de gas natural pueden usarse para almacenar hidrógeno.
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Unas 60 cavernas están en construcción en Alemania, con un potencial de almacenamiento de 4.200 GWh de energía eléctrica
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Cuando se eleva la demanda de electricidad, el hidrógeno se utiliza en una turbina de gas o célula de combustible.
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El hidrógeno tiene tanta densidad de energía que de cada metro cúbico puede obtenerse 350 kWh, una capacidad sólo equiparable a la de las baterías de litio.
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Las experiencias en Alemania indican que cada caverna puede proporcionar 500 MW a la semana, lo que es equivalente a 140 GWh. A modo comparativo, todas las plantas de bombeo de Alemania tienen una capacidad combinada de 40 GWh. La tecnología de hidrógeno es por tanto mucho más eficiente en términos de requerimientos de espacio.
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Los resultados en cuanto a costes son también positivos. Según un estudio de German Association for Electrical, electronic & Information Technologies (VDE), los costes de almacenamiento a largo plazo son aproximadamente €0,10 por kWh.
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Ya que la capacidad de acumulación de hidrógeno es muy grande, esta tecnología es especialmente adecuada para absorber picos de consumo.
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Bibliografía: Trapping the Wind. Pictures of the Future. Fall 2009

Potencial de mercado de la automatización en la industria agroalimentaria

El gasto de automatización en la industria alimentaria y de bebidas se espera alcance en 2013 un gasto total de 6.000 millones de dólares.
Las tres principales áreas donde se enfocarán estas acciones son: a) gestión del coste y protección de márgenes, fabricación más sostenible enfocada al uso de energía y reducción de residuos, y mejorar la seguridad alimenticia.
Algunas cuestiones a las que tienen que reponder los fabricantes de alimentos y bebidas son las siguientes:
  • ¿Cómo afrontar las fluctuaciones en el precio y disponibilidad de materias primas?
  • ¿Cómo reducir los costes de energía y otros abastecimientos y asegurar la disponibilidad a largo plazo de estos recursos?
  • ¿Cómo encontrar y evaluar nuevas tecnologías que soporten innovación y tiempo al mercado acelerado?
  • ¿Cómo reducir los tiempos del ciclo de fabricación?
  • ¿Cómo incorporar nuevos equipos que permitan multi-tareas que puedan reducir el tiempo de cambio entre operaciones.
Bibliografía:
Report identifies market potential for automation in food industry. Engineerlive

24 abril 2010

Nuevo detector para hacer análisis de consumo energético

Fluke ha introducido el analizador de potencia eléctrica Fluke 434/PWR para hacer fáciles análisis de energía. El instrumento puede descubrir derroche energético en edificios tanto comerciales como en fábricas, además de equipos y máquinas.
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La unidad es ideal para realizar estudios sobre consumo energético y realizar análisis de la red según EN 50160. El analizador de energía puede demostrar los beneficios de las mejoras de eficiencia energética haciendo ensayos de consumo de energía.
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El nuevo Fluke 434/PWR mide la distorsión de armónicos causada por cargas electrónicas, y analiza poblemas de fiabilidad capturando caídas y sobrevoltajes por conmutación de cargas.
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El Fluke 434/PWR es una completa herramienta para localizar problemas que mide virtualmente cada parámetro del sistema de potencia: voltaje, corriente, frecuencia, potencia, consumo de energía, consumo de energía, cos φ o factor de potencia, desequilibrio y armónicos e inter-armónicos. El instrumento captura eventos como caídas de corriente o picos, interrupciones y rápidos cambios de voltaje basadas en valores rms de 1/2 ciclo.
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Dos grupos de cuatro canales miden voltaje y corriente simultáneamente en las tres fases y neutro.
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Diseñado para registrar datos rápidamente, el software integrado registra parámetros en tendencias interactivas. Los usuarios pueden generar informes profesionales con función de impresión, o permite copiar imágenes en documentos manualmente.
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Bibliografía: Fluke´s 434 PWR Power Analyser makes energy consumption analysis easy. Electrical Portal March 2010.

Recuperación de calor en el proceso de ósmosis inversa

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La simplicidad de un diseño mecánico de un intercambiador de presión está jugando un papel clave en la eficiencia incrementada de los sistemas de ósmosis inversa de agua marina. Los resultados son eficiencias de transferencia muy altas entre el concentrado y el flujo de alimentación de agua marina, y uso de energía reducida a bajas tasas de recuperación..

Usando la tecnología de recuperación de energía, las aplicaciones pueden recuperar entre un 55 y un 60 % de la energía requerida por el proceso de ósmosis inversa. La compañía Energy Recovery Inc. ha desarrollado el dispositivo de intercambiador de presión "The PX", un dispositivo con una eficiencia en si misma de hasta el 98 % y una capacidad de recuperación de virtualmente toda la energía en el chorro de flujo de rechazo del proceso de RO.

Los dispositivos PX de ERI tienen sólo una parte en movimiento, usan desplazamiento positivo y cámaras isobáricas para alcanzar una transferencia extremadamente eficiente de energía desde un chorro de residuos de alta presión, tal como el chorro de salmuera de una unidad de desalación de ósmosis inversa.
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La recuperación de energía continua explorando las formas de incrementar la eficiencia energética y unidades de gran capacidad. La industria SWRO opera a presiones relativamente altas (alrededor de 800 psi) pero ha también un gran mercado para los sistemas de ósmosis inversa de agua salobre que operan a una presión inferior.

Otra aplicación potencial es la producción de energía osmótica, un proceso de generación de energía que usa la diferencia de potencial osmótica entre el agua de mar y el agua dulce para generar electricidad. La planta funciona mediante agua que de forma natural arrastra agua dulce a través de una membrana y hacia el lado de agua marina. Ésto crea alta presión en el lado de agua marina, activando una turbina y produciendo electricidad.

Bibliografía: Energy recovery design. Design News April 2010
Palabras clave: Seawater reverse osmosis (SWRO) systems, osmotic power

23 abril 2010

Explorando mercados: Petróleo en Uganda

Los británicos Baker y Stanley, poco podían imaginar en su apasionante búsqueda de las fuentes del Nilo el tesoro que aquellas inhóspitas tierras escondían. Aquellos territorios inexplorados hasta finales del siglo XIX han sabido mantener bien preservada su mayor riqueza (en términos monetarios) hasta el mismo siglo XXI.
. En uno de los lugares más ignotos de África se ha producido uno de los más espectaculares descubrimientos de los últimos años, petróleo en las orillas congoleñas y ugandesas del lago Alberto. Se dice que Uganda requiere inversiones de 10.000 millones para desarrollar una industria equiparable que puede ser equiparable a la de un país de tamaño medio como México. Las inversiones extranjeras en Uganda este año pueden llegar este año a 2.000 millones de dólares, y subir 2.000 millones al año hasta 2.015.
Estas cifras fabulosas suponen la aparición de grandes oportunidades de negocio para los que saben hacer negocios en África.
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Estas inversiones harán cambiar el país en poco tiempo, y cambiarlo a fondo porque además es un país poco poblado pues tan sólo está habitado por unos 30 millones de personas.

Una compañía irlandesa tuvo mucho que ver con el descubrimiento, y actualmente ha desembarcado el gigante francés, Total; y por supuesto los chinos, bien cargados de liquidez con China National Offshore Oil Company (CNOOC).

Bibliografía: A bonanza beckons. The Economist March 2010

Bombas para aplicaciones corrosivas

Los ambientes agresivos suponen un reto para el trasiego de líquidos ya que los materiales están sometidos a un desgaste más intenso.
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Un sistema probado para estas aplicaciones, que proporciona una solución técnica que pueda resistir procesos agresivos es el EDP400 de Edwards, con mecanismo reverse-claw, sin contacto y libres de aceite.
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Esta bomba proporciona vacíos consistentes a altas eficiencias, con velocidades de 400 m3/h.
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Las bombas han sido probadas en ambientes muy corrosivos durante seis meses y no han mostrado signos de corrosión.
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La bomba seca elimina todos los problemas de contaminación de procesos y creación de efluentes contaminados, que se experimentan con tecnologías de bombas de vacío húmedas tradicionales.
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Los mecanismos sin contacto en las bombas Edwards proporcionan una larga vida y alta fiabilidad, con una esperanza de vida mínima de 25 años.
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Como resultado, requiere menos mantenimiento y un menor coste.
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Bibliografía: Edwards pump withstands corrosive processes. Engineeringtalk april 2010.

22 abril 2010

China aterriza en Arabia Saudí

. Continua el avance chino por cada vez más economía, y acaba de llegarle el turno a Arabia Saudí. .
La diplomacia china intensifica viajes a Arabia Saudí, y es que el segundo mayor consumidor de petróleo del mundo está tentando al poseedor de la quinta parte de las reservas de crudo mundiales. China estrecha vínculos con las economías del golfo para alimentar sus crecientes necesidades de energía. China, en noviembre, sobrepasó a Estados Unidos como el principal comprador de Arabia Saudí. También las inversiones árabes están creciendo con fuerza en China, puesto que Arabian Oil Co. y Saudi Basic Industries Cop. están invirtiendo allí en proyectos petroquímicos y una refinería.
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Arabia Saudi y China son socios estratégicos como parte de una estrategia más amplia del principal exportador de petróleo para cubrir los mercados asiáticos y extender influencia global. El papel de China en Arabia Saudí está empezando a desplazar a Estados Unidos, aliado estratégico que "protege" el país y su petróleo desde la II guerra mundial.
. El apoyo de Estados Unidos a Israel ha creado fricciones con Arabia Saudí, y actualmente existe un boom comercial entre China y Arabia. El núcleo de estos acuerdos comerciales está en el petróleo, y 1 millon de barriles de petróleo se embarcan diariamente hacia China. .
Más información en Bloomberg