Ingeniería conceptual de sistema de precalentamiento de agua para calderas de 9000 kvapor/hora, para la industria alimenticia

Abstract

En la industria alimenticia, el uso de vapor constituye un proceso fundamental en la elaboración y preparación de productos, dado que se usa en la cocción, pasteurización, limpieza y acondicionamiento de los mismos. Una caldera que produce 9.000 kilogramos de vapor por hora (kg vapor/hora) tiene un consumo considerable para la operación de la planta. En el contexto actual del país, en el que la competitividad es mayor y las normas medioambientales son más exigentes, es imperativo implementar medidas que mejoren la eficiencia térmica de las instalaciones industriales. La reducción del consumo en combustibles fósiles no solo contribuye a disminuir costos operacionales, sino que también se traduce en una baja en las emisiones de gases de efecto invernadero, principalmente el dióxido de carbono (CO₂), pudiendo con esto cumplir las nuevas metas de sostenibilidad que exigen normativas tanto nacionales como internacionales. Dentro de las estrategias de eficiencia energética en calderas, el aprovechamiento del retorno del condensado ha demostrado ser altamente efectivo. El vapor utilizado en procesos industriales se condensa al ceder su calor, que termina retornando al sistema. Reutilizar este líquido a alta temperatura para precalentar el agua de alimentación de la caldera permite reducir significativamente la energía requerida para la conversión de vapor, mejorar la eficiencia y prolongar la vida útil de los equipos al disminuir el choque térmico. El presente proyecto tiene como finalidad desarrollar la ingeniería conceptual de un sistema de precalentamiento de aguas de alimentación, basado en el uso del retorno de condensados, para una caldera de 9.000 kg vapor/hora en la industria alimenticia. La propuesta busca caracterizar las condiciones actuales de operación, analizar el potencial de recuperación de calor, dimensionar conceptualmente los equipos necesarios y establecer un marco técnico y normativo que permita evaluar la factibilidad de su implementación. La investigación se estructurará en cuatro capítulos principales: un diagnóstico inicial y definición de la metodología de evaluación; un análisis de prefactibilidad de mercado orientado al contexto energético y normativo; un análisis de prefactibilidad técnica enfocado en el diseño conceptual del sistema de precalentamiento; y, finalmente, una justificación económica. Con este enfoque, el estudio pretende aportar a la mejora de la eficiencia energética en la industria alimenticia nacional, disminuyendo los costos operacionales y la huella ambiental, a la vez que se generan lineamientos de ingeniería aplicados a proyectos de recuperación de energía en calderas industriales.