¿Chiller o torre de enfriamiento? ya sea que estés iniciando o ya tengas un poco de experiencia en el tema de la fabricación de envases de plástico, es importante conocer la función de cada uno de los sistemas de enfriamiento y en base a ello elegir la opción que mejor se adapte a tus necesidades.
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Durante mucho tiempo, nosotros fuimos fieles usuarios del chiller (enfriador), sin embargo, con el pasar de los años, cambiamos ciertos procesos, uno de ellos el del enfriamiento, pasando del chiller a una torre de enfriamiento. Por supuesto nuestros procesos permitieron llevar a cabo éste cambio, pero antes veamos que es cada uno y analicemos el por qué hicimos éste cambio.
El Chiller (enfriador)
El chiller, que en español significa «enfriador», en la industria del plástico es utilizado para todo el sistema de enfriamiento de extrusoras, inyectoras y moldes en el proceso de fabricación de los envases de plástico.
Uno de los beneficios de éste tipo de enfriamiento es la capacidad que tienen, en función de las especificaciones, fabricantes y necesidades, de enfriar el agua que circulará a través de nuestra red a muy bajas temperaturas.
En nuestro caso nuestro chiller estaba configurado para enfriar el agua a una temperatura mínima de 7ºC, con un incremento máximo de 5ºC. Es decir que podíamos programar el chiller para que enfriara hasta 7ºC el agua y que al momento de llegar a 12ºC se volviera a encender, o por el contrario, que enfriara a 12ºC y que se volviera a encender cuando llegara a los 17ºC.
Reiteramos que éstas eran las especificaciones que venían programadas por el fabricante.
Ahora bien, debemos de comprender el alcance que tiene un chiller, tomando en cuenta que se utilizan para la refrigeración así como para las pistas de hielo. Es decir que su capacidad de enfriamiento es muy grande.
Funcionamiento del chiller
La forma en la que enfrían el agua, en el caso de los chillers para la industria del plástico es la siguiente:
Circulación de agua caliente: El chiller comienza con agua caliente que circula desde las extrusoras y moldes a través de tuberías hacia el chiller.
Refrigerante: Dentro del chiller, hay un fluido especial llamado refrigerante. Este refrigerante absorbe el calor del agua caliente que entra.
Compresión: El refrigerante se comprime, lo que hace que se caliente aún más. Luego, ese refrigerante caliente fluye a través de una bobina o serpentín ubicado en el chiller.
Intercambio de calor: El agua caliente del sistema se encuentra con la bobina de refrigerante caliente. En este punto, el calor del agua se transfiere al refrigerante, enfriando el agua.
Expansión: Después de enfriar el agua, el refrigerante se expande nuevamente, lo que lo enfría. Luego, se devuelve al inicio del proceso para repetir el ciclo.
Agua fría: El agua ahora enfriada se bombea de regreso al sistema o edificio a través de tuberías. Esta agua fría puede utilizarse para enfriar el aire en sistemas de aire acondicionado o refrigerar equipos y procesos industriales.
La Torre de Enfriamiento
Por otro lado tenemos la torre de enfriamiento, con un proceso operativo más sencillo el cual consta de una tina que debe estar alimentada constantemente de agua, una bomba para agua la cual puede ser centrífuga, periférica o autocebante para enviar el agua a nuestra red de enfriamiento, un ventilador para extraer el aire caliente y una serie de cortinillas al interior de la torre.
Funcionamiento de la torre de enfriamiento
El proceso se puede describir de la siguiente manera:
Entrada de agua caliente o a temperatura ambiente: Cuando el agua caliente de un proceso o sistema fluye hacia la torre de enfriamiento, generalmente se encuentra a una temperatura alta.
Distribución del agua: La torre de enfriamiento rocía o distribuye esta agua caliente en la parte superior de la torre, en forma de pequeñas gotas o una película delgada también llamada «Distribuidor de Agua», el cual se encuentra al centro de la torre de enfriamiento.
Aire fresco: Mientras el agua cae desde la parte superior de la torre, el aire caliente es extraído por un ventilador, puede ser desde los laterales o por la parte superior.
Intercambio de calor: Cuando el aire fresco se encuentra con las gotas de agua caliente, parte del calor en el agua se transfiere al aire. Esto hace que el agua se enfríe.
Salida de aire caliente: El aire que ha absorbido el calor del agua caliente se libera desde la parte superior de la torre como aire caliente y húmedo.
Agua fría: El agua, ahora más fría, se recoge en la parte inferior de la torre y se puede recircular nuevamente para seguir enfriando.
Diferencias significativas
Evidentemente las capacidades de enfriamiento son diferentes, es claro que la capacidad de enfriamiento de un chiller es superior, pero eso conlleva un mayor proceso, por lo tanto, un mayor gasto de operación.
El chiller conserva mejor el agua en el depósito mientras que la torre de enfriamiento requiere de más atención debido a la evaporación.
El chiller tiende a ser más ruidoso que una torre de enfriamiento. Esto dependerá de los fabricantes en función de los componentes que utilicen tales como la bomba para agua o los ventiladores.
De igual manera los precios de ambos equipos son sustancialmente diferentes. Debido a que el chiller lleva más procesos, es más costoso que una torre de enfriamiento.
¿Cuál es el que más me conviene?
La respuesta puede resultar lógica dependiendo del punto de vista desde el que se mire. Si lo vemos por el lado de capacidad de enfriamiento y tus necesidades requieren de agua fría, muy fría, y además tu presupuesto no es impedimento, posiblemente el chiller es la mejor opción.
Por otro lado, si lo que deseas es una capacidad de enfriamiento más baja o no cuentas con mucho presupuesto, pues la respuesta debería ser la torre de enfriamiento, sin embargo analicemos un poco más éstas alternativas.
Sin lugar a dudas el chiller brilla por su eficiencia, pero definitivamente el precio del equipo, el cual dependerá de la capacidad en litros de enfriamiento y rango mínimo de temperatura, jugarán un papel importante a la hora de adquirirlo.
Lo que nos debemos de preguntar es ¿realmente necesito tanta capacidad de enfriamiento en mis procesos de fabricación? la respuesta, por supuesto depende de cada caso, en el nuestro era «No«.
Ésta conclusión, en nuestro caso específico, no surgió de la nada, como mencionamos al principio de éste artículo, nosotros fuimos usuarios del chiller por muchos años. Sin embargo, había señales.
La observación y el análisis
Muchos de nuestros colegas que también se dedican a la fabricación de envases y tapas de plástico, no usaban chiller. Empresas que tenían más equipo que nosotros o que pareciera que sus procesos requerían de un proceso de enfriamiento mayor, no usaban chiller. ¿Estábamos perdiendo de vista algo?
Efectivamente, estábamos perdiendo de vista nuestros propios procesos. El proceso en sí de la fabricación de envases de plástico, la cantidad de extrusoras con las que contábamos, la capacidad real de enfriamiento que requeríamos. Éstos puntos son cruciales para tomar una mejor decisión.
Como analogía podemos utilizar el radiador de un coche, aunque en el caso del proceso de fabricación de envases las temperaturas no son tan altas. El punto no es que el agua que circula por el radiador esté «helada», sino que circule a una temperatura que permita mantener frío todo el sistema. Lo mismo aplica en nuestro caso.
Si bien el chiller mantenía todo perfectamente frío, dicho enfriamiento rebasaba las necesidades reales que teníamos para la fabricación de envases, es decir, teníamos un equipo que iba sobrado para lo que realmente requeríamos.
Lo anterior provocaba que en ocasiones, ya sea por programación o temperatura ambiente (cuando hacía mucho frío), nuestros moldes sudaran, provocando una mala calidad en el producto.
Ese fue uno de los puntos clave que nos hizo darnos cuenta del cambio que teníamos que hacer, lo que nos permitió a su vez reducir nuestros costos de energía eléctrica y por lo tanto mantener y en algunos casos disminuir el costo de nuestros productos.
Por supuesto no puedo ni debo generalizar. Existen fábricas más grandes, mucho más grandes, que posiblemente requieran de un nivel de enfriamiento superior. Quizá tus equipos no sean tan complejos, pero tienes muchos. En éstos casos definitivamente el chiller es la opción correcta.
Incluso nosotros mismos llegamos a aprovechar ésta gran capacidad de enfriamiento acelerando nuestros procesos, ya que obteníamos un envase totalmente frío al salir del molde. Sin embargo realizamos pequeños ajustes para adaptarnos a la torre de enfriamiento con éxito.
Las Fuentes, una alternativa común como sistema de enfriamiento
Mi primera experiencia con un fabricante de botellas de plástico fue con una amistad. Él tenía una infraestructura vertical y en el centro de su fábrica, en el patio de entrada, tenía una fuente. A la vista un detalle bonito pero que en realidad escondía un secreto.
Resulta que ésta fuente era en realidad su sistema de enfriamiento. Si, así sin más. En ese entonces, en las pocas visitas que le hacía en su fábrica, éste detalle pasaba desapercibido para mí. Yo todavía no me dedicaba a la fabricación como tal.
Pero ¿cómo funciona? Pues es muy parecido a la torre de enfriamiento. El agua de la fuente recorría las tuberías subterráneas de la fábrica, lo que mantenía el agua a una temperatura baja. Al momento de salir por la fuente, el agua más caliente se evapora, volviendo a entrar por la tubería el agua del fondo de la fuente, agua fría.
Además, con el paso del tiempo, vi a muchos otros fabricantes utilizando éste mismo sistema de enfriamiento a base de fuentes formales y en muchos casos fuentes improvisadas.
Una manera ingeniosa de tener enfriamiento para tus procesos de fabricación dependiendo de las necesidades reales de enfriamiento que tengas.
