Bogotá, 30 de abril de 2021
Desde el proyecto de Implementación de Proyectos de Eficiencia Energética y Desarrollo Bajo en Carbono en Empresas del Sector Industrial ejecutado por Fondo Acción y la Corporación Ambiental Empresarial CAEM, tenemos una serie de acciones que pueden potencializar la gestión de la eficiencia energética dentro de las organizaciones, hoy te traemos información sobre aislamientos térmicos ¿tu empresa podría implementarlo? Conócelo en esta nota.
Un aislamiento térmico es un material que por sus características físicas y térmicas reduce la transferencia de calor entre objetos que se encuentran a diferentes temperaturas. Existen diferentes razones por las que se recomienda instalar aislamientos térmicos en aplicaciones técnicas de la industria, entre ellas podemos encontrar las siguientes:
- Seguridad del personal: en los ambientes laborales se pueden encontrar diversas condiciones inseguras, relacionadas con la distribución, sostenimiento o almacenamiento de fluidos o sustancias a temperaturas elevadas o muy bajas. Para las temperaturas elevadas de superficies se presentan riesgos de lesiones y quemaduras en el personal y en el caso de temperaturas bajas se puede presentar condensación de vapor de agua presente en el aire, esta condensación puede ocasionar acumulación de agua en pisos y superficies de desplazamiento de personal y aumentar riesgos de caídas. Materiales aislantes apropiados para cada situación pueden reducir considerablemente estos riesgos.
- Estabilidad de procesos: El uso de aislamientos térmicos reduce la transferencia de calor desde o hacia el proceso, lo cual minimiza la fluctuación de las condiciones deseadas de temperatura y en procesos de calentamiento por baches se pueden obtener reducciones en los tiempos de calentamiento.
- Ahorro de energía: La instalación de aislamientos térmicos permite obtener menores tasas de transferencia de calor, esto reduce la cantidad de energía necesaria para mantener las temperaturas deseadas en los diferentes procesos.
El ahorro de energía es de gran importancia para la reducción de costos operativos y la reducción del impacto ambiental de la operación de las diferentes industrias. Cualquier superficie que esté a mayor temperatura que sus alrededores perderá calor, esa pérdida de calor depende de muchos factores, pero la temperatura de la superficie y su tamaño son los de mayor importancia. Instalar aislamientos térmicos en una superficie caliente reducirá la temperatura externa. Al instalar aislamientos en superficies de tuberías de sección circular, el tamaño de la superficie aumentará, pero el efecto relativo de reducción de temperatura será mucho mayor y la pérdida de calor se reducirá.
Una situación similar ocurre cuando la superficie tiene una temperatura más baja que sus alrededores (y queremos que así se mantenga), simplemente el sentido del intercambio de calor se invertirá y se obtendrán ganancias térmicas en la superficie fría. Si se requiere, estas pérdidas y ganancias de energía pueden ser reducidas al instalar aislamientos térmicos de forma práctica y económica en superficies en las que la temperatura es muy diferente a la de los alrededores.
La propiedad más importante del desempeño de los aislamientos es la conductividad térmica, la cual es la capacidad de un material para conducir calor, así que la capacidad de aislamiento térmico de un material se mide como el inverso de la conductividad térmica. Una baja conductividad térmica es equivalente a una alta capacidad de aislamiento térmico. Otras propiedades importantes de los materiales aislantes son la densidad y el calor específico.
Otros factores que influencian el desempeño térmico incluyen las propiedades de las superficies que afectan las pérdidas por radiación. Estas pérdidas por radiación pueden reducirse mediante la adición de una superficie metálica brillante instalada por encima del material aislante, el beneficio de implementar este recubrimiento adicional puede llegar a representar un 10% de la reducción total de pérdidas/ganancias térmicas.
Existe una gran cantidad de tipos de materiales y sistemas de aislamiento, cada uno con diferentes desempeños térmicos, propiedades de operación y niveles de protección contra el fuego entre otras características. El costo de los sistemas de aislamiento varía grandemente, lo cual requiere atención especial y una selección cuidadosa.
El ahorro de energía que puede obtenerse por la aplicación adecuada de aislamientos térmicos depende de muchos factores, tales como:
- El tamaño de la superficie a aislar.
- Las condiciones de temperatura del proceso.
- La temperatura externa y la velocidad del aire del espacio en el que se encuentra el proceso analizado.
- La conductividad térmica del material aislante y su espesor.
- La emisividad de la superficie exterior de la tubería o equipo a aislar.
Estos factores varían en cada aplicación y son de gran importancia para determinar el impacto de sistemas de aislamiento térmico. Por ejemplo, en el caso de tener una tubería de una pulgada de diámetro, transportando un fluido a 160 °C, con temperaturas ambiente promedio de 20 °C, sin movimiento considerable de aire y con una emisividad de superficie externa de 0.95, se tienen pérdidas de aproximadamente 330 W/metro. Estas pérdidas pueden reducirse a solamente 57 W/metro mediante la instalación de material aislante de 25 mm de espesor con una conductividad de 0.06 W/(m K) (Una reducción de pérdidas de calor de aproximadamente 82%!!)
Las imágenes a continuación corresponden al estado inicial y posterior a una aplicación de aislamientos térmicos en una empresa dedicada a la producción de asfalto, se realizaron inspecciones termográficas del estado inicial, evidenciando temperaturas elevadas en las tuberías y pérdidas de calor considerables en el proceso.
Al realizar la instalación del aislamiento térmico en tuberías, las temperaturas de las tuberías se redujeron en comparación a las presentadas originalmente, reduciendo las pérdidas de calor considerablemente, el ahorro de energía térmica en este caso fue de aproximadamente 33%.
Como conclusión se puede decir que una adecuada aplicación de aislamientos térmicos es de gran importancia y puede tener impactos positivos en la reducción de costos, reducción de emisiones de gases efecto invernadero, estabilización de parámetros de proceso e incremento de las condiciones de seguridad del personal.
