Por: Ing. Rubén Fagua
Director técnico nacional
EMDI Soluciones Industriales

Ing. Nelson Sierra
Senior Applications Engineer
Emerson

En la industria floricultora, la conservación continua de las flores es parte fundamental para lograr con éxito la llegada del producto a su destino en óptimas condiciones. Para que el producto llegue al cliente final se requiere de una logística de frío que debe ser lo menos interrumpida posible, desde el corte del tallo hasta que este llega a un florero, asegurando propiedades básicas como color, aroma y textura.

Factores como el calor en las flores crean una dramática cascada de consecuencias que aceleran su ciclo; por esta razón se ha generado una serie de prácticas alrededor de la refrigeración adecuada de las flores para que se mantengan no solo por mucho más tiempo, sino que, en sus distintos recorridos de mercados nacionales e internacionales, se preserven como si estuvieran recién cosechadas. En estos eslabones fundamentales de la cadena de conservación se encuentran los circuitos de frío, en donde el corazón de la refrigeración es el compresor.

El principal papel del compresor en el sistema de refrigeración es suministrar el flujo continuo de la sustancia refrigerante que se requiera para que el sistema alcance una temperatura de proceso, ya sea de conservación o de congelación. Debido a que actúa como el corazón del sistema, es de vital importancia mantenerlo operativo y garantizar buenas condiciones respecto a variables críticas de funcionamiento.   

Aunque se han implementado toda clase de mejoras mecánicas para aumentar el rendimiento de los compresores a lo largo de los años, sigue siendo necesario adecuarlos con una instrumentación específica, con el fin de identificar fallas a tiempo y poder optimizar el sistema en conjunto.   

Para analizar y mejorar inconvenientes asociados a los tiempos muertos o paros por falla de los equipos, se han implementado diversos componentes electrónicos que han mejorado la eficiencia y, como efecto asociado, reducen la brecha que existe entre la experticia del técnico y el operador de sistema.

Actualmente, existen módulos electrónicos que miden varios aspectos de un compresor. A partir de los datos de entrada, y gracias a la incorporación de algoritmos de gerenciamiento experto, se facilita la toma de decisiones e interpretación de tendencias, suspendiendo o no el funcionamiento del equipo y, así mismo, favoreciendo en tiempo real las determinaciones del técnico experto del sistema.   

En los sistemas de refrigeración pueden presentarse fallas que, si no se atienden a tiempo, pueden llevar a que una cosecha o parte de ella se pierda. La reacción inmediata ante los contratiempos de dichos circuitos es determinante en la aprovachabilidad de una cosecha. En caso de una falla, los espacios refrigerados perderán su temperatura y las flores reiniciarán su ciclo de respiración normal. Esto se puede manejar y contrarrestar con la definición de límites y alarmas en los equipos que permitan una temprana reacción ante cualquier problema que se esté presentando. A la vez, permite disponer de los datos no solo en tiempo real, sino también guardar y analizar sus históricos para definir comportamientos y predecir sucesos. 

Las fallas del sistema pueden clasificarse de manera similar a un semáforo y de esta forma son interpretadas por los módulos inteligentes. Verde: hace referencia a un funcionamiento nominal en donde todas las variables se encuentran en rangos normales definidos por el fabricante del equipo. Naranja: requiere observación; las fallas pueden resolverse automáticamente y la condición puede pasar a verde (nominal) o puede llegar a un nivel de alarma superior. Rojo: significa una falla crítica donde el algoritmo determina que el paro debe ser inmediato ya que la falla no puede ser solucionada automáticamente.    

Estos tres niveles no se refieren a que el compresor se apague en caso de una falla y que se requiera interacción humana para solucionarla. La lógica del módulo intentará reiniciar el equipo siempre y cuando la gravedad y tipo de agravante así lo permita. Todo este registro de eventos puede ser inspeccionado por un técnico en campo, con una conexión física o a través de un sistema de monitorización remota.    

Fallas en equipos de refrigeración 

Es importante familiarizar al lector con algunas de las fallas principales de los compresores instalados en equipos de refrigeración y las razones por las que ocurren:    

Ciclos cortos 

Cuando los compresores están encendidos por un tiempo menor a tres minutos, se define la situación como un ciclo corto. Esto afecta principalmente el consumo energético de la instalación frigorífica, ya que el pico de arranque en corriente de los equipos está directamente asociado con dicha variable. Esto puede deberse a un ajuste equivoco de los controles de presión en la baja temperatura, sobredimensionamiento de la carga frigorífica y puede remediarse con el uso de tecnologías de control electrónico y/o adiciones de controles de capacidad en el sistema.   

Invarianzas de voltaje y corriente y ausencia de fase

Las instalaciones siempre estarán sometidas a niveles inconstantes en el suministro de voltaje. Esto puede causar que se desarrollen potencias irregulares en el bobinado eléctrico del motor eléctrico que pueden terminar en su quema. Estas asimetrías afectan directamente el factor de potencia de la instalación, que mide básicamente el nivel de aprovechamiento de la energía de la instalación. Las fluctuaciones y ausencias de voltaje que terminan en falla eléctrica no son netamente de este tipo; la falla mecánica se puede dar como consecuencia de la falla eléctrica y viceversa. Para medir y ajustar estos valores, muchas veces se utiliza un relé de asimetría y un banco de capacitores, que si bien son un costo adicional a la instalación, dan un parte de seguridad en el suministro de fluido eléctrico en los equipos de frío.   

Presión de lubricación

El régimen de velocidades nominales de los motores eléctricos requiere que las partes en rozamiento estén cubiertas por una película lubricante para prevenir el desgaste prematuro por la presión generada. Determinar el valor correcto de la presión diferencial y -aún más importante- disminuir los tiempos de caída de la máquina frigorífica cuando la presión no alcance el valor mínimo requerido es el objetivo de la protección por lubricación. 

Temperatura interna del bobinado

La medición de la temperatura del motor entrega un indicador importante respecto a su grado de aislamiento. La temperatura interna es una variable con fuerte dependencia lineal al estrés y vida útil del equipo. Por cada 10K de aumento de la temperatura interna, la vida del equipo se reduce hasta en un 50%.   

La mayoría de los compresores en aplicaciones de refrigeración están enfriados por refrigerante, por lo que su ausencia será indicada a los diversos sistemas de control a través del aumento de la impedancia de los termistores. Visto desde el área de servicio, un aumento de la impedancia puede ser consecuencia de enfriamientos insuficientes o un deficiente acople de la corriente del equipo a su consumo nominal. 

Temperatura de descarga

La temperatura de descarga no se relaciona únicamente con las consecuencias en el coeficiente de fricción y película de la sustancia lubricante; también puede estar relacionado con parámetros importantes termodinámicamente, como el nivel de sobrecalentamiento total como útil, con lo que se puede determinar un coeficiente de radio energético.    

De manera análoga a un circuito serie, puede mencionarse que una alta temperatura de descarga aumenta el calor de rechazo de la instalación. Si el enfriador de gas no fue elegido con un buen factor de seguridad, se aumenta la temperatura de la línea de líquido, causando una deficiencia en la alimentación de la válvula de expansión termostática o efecto flash-gas. Alimentar el evaporador con una sustancia refrigerante que no esté en condiciones óptimas va a ser penalizado en el radio de eficiencia energética, la factura eléctrica y el tiempo de proceso (o producción directamente).   

Aunque no todas las fallas de los equipos son meramente eléctricas, valores como el consumo de corriente, voltaje y temperatura permiten inferir tendencias de fallo del sistema. Es de máxima importacia diagnosticar de manera correcta los problemas que pueda tener el compresor y, en conjunto con un sistema de gestión de calidad enfocado al mantenimiento predictivo, determinar y anticiparse a las fallas para que los tiempos muertos se minimicen en función de aumentar la producción.   

De modo que la existencia de un sistema compuesto busca optimizar los costos de producción. Desde el punto de vista del aparato de mantenimiento, la inversión en instrumentación para recopilar y analizar diversas señales, con el fin de diagnosticar correctamente el sistema, representa al final del ciclo, a pesar del coste inicial, la conservación de un nivel constante de producción y de la cadena de abastecimiento del proceso floricultor.   

El tiempo muerto de la baja de funcionamiento de un compresor resulta en una inadecuada refrigeración de los productos. En especial, en la industria de flores, la ausencia de frío permite que se reactive la respiración y transpiración normal de la flor, causando que su vida se acorte. También se activa la absorción de alimento, por lo que la savia circulará de nuevo llevando a que la flor consuma energía de manera normal. Adicionalmente, el ambiente en donde están almacenadas, por su embalaje, puede causar que microorganismos se propaguen rápidamente, perdiéndose gran cantidad de producto almacenado. Por consiguiente, la tecnología ofrece cada día más y mejores herramientas que reducen en un porcentaje mayor las fallas y a su vez incrementan el impacto en el producto.   

En conclusión, cuando se habla de compresores inteligentes, se hace referencia a los sistemas electrónicos que interactúan con las entradas de diversos sensores generando correcciones inmediatas y en tiempo real al sistema de refrigeración por medio de rutinas procedimentales previamente programadas para que el sistema en el que se está desempeñando funcione de acuerdo con las especificaciones requeridas por el cliente. Visto de otra manera, si se aplica tecnología por medio de módulos inteligentes a compresores encargados de la refrigeración de productos, su uso se verá directamente reflejado en un producto final con especificaciones adecuadas y que cumplen fielmente las más precisas y exactas métricas de calidad.