EOLIOS dimensionó las aberturas de ventilación natural y los sistemas mecánicos de distribución de aire, y optimizó la aeráulica general de los procesos de una cristalería en la región de Hauts-de-France gracias a la simulación CFD.
La termo-aeráulica de las cristalerías es muy particular, ya que resulta de fenómenos que interactúan entre sí. En este marco, EOLIOS Ingeniería dimensionó por simulación CFD la ventilación natural de una cristalería situada en la región de Hauts-de-France. Una auditoría del emplazamiento existente permitió calibrar el proceso de fabricación de los elementos vidrieros. Las diferentes etapas de fabricación — horno, feeder, gota, estirado, recalentado… — pudieron modelizarse con el fin de obtener una distribución realista de las calorías en la nave de producción. Los diferentes sistemas de ventilación, de extracción de humos y de quemadores de gas se integraron de manera que se simulara con precisión la termo-aeráulica del conjunto de la fábrica.
La modelización precisa de los procesos y sistemas, y luego la simulación numérica CFD de la fábrica y de su entorno próximo (otros edificios del emplazamiento), permitieron obtener cartografías precisas de varias variables estudiadas (velocidad de aire, temperatura, nivel de contaminación, presión…) en la fábrica.
El confort térmico de los operarios en la industria es un factor importante para su seguridad y su productividad. Los operarios deben poder trabajar en condiciones confortables para asegurar una productividad y una seguridad óptimas.
Para producir tubos de vidrio, se utiliza generalmente un proceso llamado fabricación por soplado. Un horno calienta trozos de vidrio a temperaturas muy elevadas; una vez que el vidrio está suficientemente caliente, se sopla con ayuda de un soplete — una caña de vidrio que permite darle la forma deseada. El vidrio se enfría a continuación y se coloca en un molde donde se enfría y se endurece. Una vez producido, el tubo se pule y bisela para obtener su forma y sus acabados finales.
La producción de vidrio puede tener un impacto significativo en la temperatura de la fábrica. Los hornos utilizados para calentar el vidrio alcanzan temperaturas muy elevadas, lo que provoca un aumento general de la temperatura ambiente. El proceso de soplado también contribuye a ello, ya que las temperaturas del soplete deben ser suficientemente elevadas. Por último, el enfriamiento del vidrio influye también en el ambiente térmico de la nave.
La calidad del aire puede degradarse en una cristalería debido a las emisiones de los hornos y a los procesos de soplado. Las emisiones de los hornos pueden contener elementos químicos y partículas nocivos para la salud humana y el medio ambiente; los procesos de soplado pueden además aumentar las emisiones de polvo y humos. Es por tanto importante mantener niveles adecuados de calidad del aire en el interior de la fábrica para minimizar los riesgos sanitarios y medioambientales.
La consideración de los fenómenos radiativos, indispensable para este tipo de proyecto, permitió conocer los niveles de confort de los operarios. Los estudios se llevaron a cabo integrando el viento dominante del emplazamiento de manera real (impacto de la topografía) y según diferentes escenarios meteorológicos (invierno, verano…).
El dimensionamiento de los aireadores estáticos de cubierta, modelizados con precisión, permitió obtener su caudal realista según el viento, la configuración de la fábrica y los caudales de aire de entrada asociados. Las simulaciones CFD realizadas por los ingenieros de EOLIOS son fruto de muchos años de investigación y pericia que permiten calibrar los modelos respecto a los funcionamientos reales de las fábricas. Los estudios proporcionaron al cliente un alto nivel de pericia y una herramienta de ayuda a la decisión, que permitió realizar arbitrajes de inversión, la elección de diferentes tecnologías y la medición del impacto del dimensionamiento de las entradas de aire según su ubicación.
La simulación CFD es una herramienta potente para mejorar el confort térmico y reducir los consumos energéticos en las cristalerías. La simulación aeráulica permite estudiar el comportamiento de los fluidos y del aire en la fábrica y ayudar a determinar cómo pueden optimizarse la ventilación, la calefacción y la refrigeración naturales para crear un entorno más confortable. De manera más amplia, ayuda a determinar la mejor ubicación de las fuentes de calor y de frío y a evaluar la eficacia de la ventilación natural y de la calefacción.
Aquí, la simulación aeráulica pudo utilizarse para evaluar el impacto de las modificaciones de configuración de la fábrica y de sus equipos sobre el confort térmico.
Saber hacer: gemelos digitales industriales — cristalería, acería, planta de aluminioLa simulación CFD de una cristalería permite estudiar los flujos de aire en la fábrica así como la distribución de temperatura según las diferentes zonas. Esto permite identificar los puntos calientes y los puntos fríos y determinar si la ventilación es suficiente. La modelización CFD ayuda además a comprender cómo los diferentes sistemas de la fábrica están integrados e interactúan entre sí — una clave para encontrar soluciones destinadas a mejorar la eficacia.
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