Proyecto de automatización de planta frigorífica en la comuna de Pudahuel

Abstract

El proyecto aborda la obsolescencia del control electromecánico de la planta frigorífica de MegaFrío Pudahuel, causante de inestabilidad térmica y fallos. La solución es una modernización integral del control implementando un PLC, VDFs para los compresores y una HMI centralizada, reutilizando la maquinaria principal existente. Primero se identifica el problema: un control obsoleto impide mantener los -20°C±3°C requeridos. Un análisis causa-efecto (Ishikawa) revela que la falla se origina en una operación en lazo abierto, sin retroalimentación de temperatura, con control descentralizado y sin monitoreo de compuertas. Tras evaluar tres alternativas, se decide diseñar un nuevo sistema de control centralizado (PLC, VDF, HMI) que reutiliza los componentes mecánicos costosos (compresores y motores eléctricos). Segundo, se detalla el proyecto de ingeniería. La arquitectura se basa en un PLC Siemens S7-1200 que recibe señales de sensores (RTD, presión, nivel) y comanda actuadores (válvulas de expansión, VDFs, contactores). La lógica de control, programada en TIA Portal V18, se divide en tres programas paralelos: control de nivel de refrigerante, control de temperatura y gestión de alarmas. Se usan bloques PID para modular la velocidad de los VDF (control de nivel) y la apertura de las válvulas (control de temperatura). Una HMI permitirá la supervisión centralizada. Tercero, se realiza la evaluación económica, estimando una inversión total de \$97.550 USD. Este costo incluye materiales (\$45.332), ingeniería, instalación, puesta en marcha, 10\% de imprevistos y 19\% de IVA. Los beneficios provienen de un ahorro del 20\% en energía (por VDF), 35\% en mantenimiento y la eliminación de multas anuales. El flujo de caja base (100\% ahorro en multas) resulta en un VAN de \$28.113, una TIR del 15\% y un retorno en 4 años. El análisis de sensibilidad demuestra que el proyecto sigue rentable (VAN \$3.263, TIR 6\%) incluso si sólo se ahorra el 5\% de las multas.