ESTUDIO TÉCNICO Y ECONÓMICO DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO PARA MÁQUINAS DE INYECCIÓN DE ALUMINIO EN EMPRESA TERMOMETALÚRGICA

Abstract

El presente estudio fue realizado a petición de la empresa Termometalúrgica S.A., debido a problemas de desgaste prematuro de pistones de inyección y bocinas de inyección. Se presume que este desgaste prematuro se presenta por el bajo caudal de agua de enfriamiento que circula por los pistones. El trabajo consiste en analizar energética y económicamente el sistema actual de enfriamiento y plantear un nuevo diseo con el fin de aumentar la extracción de calor en las máquinas de inyección. Primero se analiza la fundición a presión, los tipos de máquinas, los ciclos de trabajo y las aleaciones utilizadas en este tipo de máquinas. Posteriormente se analiza técnicamente y en profundidad las piezas afectadas a desgaste, pistones y bocinas de inyección; se establecen temperaturas de trabajo, formas de enfriamiento, caudales mínimos de agua de enfriamiento, tolerancias aceptadas y recomendaciones de lubricación. También se describen formas para verificar si el enfriamiento es efectivo y la vida útil que el fabricante establece. Se describe el marco teórico utilizado para el análisis del sistema de enfriamiento. Según las mediciones realizadas, se define la operación actual del sistema, es decir, caudales circulados, temperaturas en los diferentes puntos, presión en las líneas y potencias eléctricas de las bombas y ventiladores. Con estos valores se determinaron los costos actuales de operación tanto de consumos eléctricos como los costos asociados al tratamiento químico del agua y consumo del agua de make up. Para el diseo de un sistema de enfriamiento mejorado, se estudio disminuir las pérdidas energéticas, es decir, se busco un mejor punto de operación de las bombas y torres de enfriamiento variando la curva del sistema de pérdidas por medio del cambio de diámetro de las tuberías y una configuración diferente de las bombas y torres de enfriamiento. Al comparar el sistema actual de enfriamiento con la operación del sistema de enfriamiento mejorado, se definen los nuevos costos. Resultando claramente costos de operación más bajos, debido a la operación más eficiente del sistema en conjunto y sumado a eso un mayor caudal de enfriamiento, lo que evitaría el problema de desgaste prematuro y como consecuencia un aumento en la vida útil de los pistones. Se estima un tiempo de recuperación de la inversión de 3 meses debido al alto costo de un pistón ya su baja vida de operación actual, por lo que resulta imprescindible realizar las mejoras propuestas.