Cómo asegurar una mayor vida útil y menor pérdida de calor en la red de distribución de un district heating.

El tiempo de servicio esperado para las tuberías preaisladas que componen una red de distribución oscila entre los 30 y los 50 años y está íntimamente relacionado con la calidad de los materiales, con el tratamiento recibido por el agua que recircula por su interior y con el mantenimiento general de la red.

Calidad de los materiales

Asegurar una mínima pérdida de energía en la red a lo largo del tiempo solo es posible utilizando tuberías preaisladas, con un aislante de espesor óptimo y un valor de aislamiento térmico reducido.

También es muy conveniente colocar una barrera de difusión de los gases celulares entre la carcasa exterior y el material aislante, que asegura que las propiedades de aislamiento no pierdan eficacia a lo largo de su vida útil.

Una red de distribución bien aislada redunda en una mayor eficiencia operativa a lo largo de todo el tiempo de servicio de la instalación.

El punto débil de una red de distribución centralizada lo constituyen las zonas de unión. Resulta esencial que los montajes de los kits de empalme sean de alta calidad, bien mediante mangas termo retráctiles de polietileno reticulado o mediante soldadura termo eléctrica que fusiona la manga del kit de empalme con el envolvente de la tubería o componente de manera segura y computerizada.

Para asegurar que se han realizado de forma correcta las uniones, es necesario que los instaladores estén convenientemente certificados en el tipo de trabajo específico que están ejecutando, y documentar toda la instalación y proceso. Tampoco hay que olvidar que todos los componentes empleados deben cumplir, como mínimo, las normas EN que les atañen.

Agua tratada

Para prevenir la corrosión interna de los tubos es imprescindible utilizar agua tratada específicamente: con bajo contenido en oxígeno y un pH elevado (9,5-10). Las pérdidas del sistema han de rellenarse siempre con agua de las mismas características.

Mantenimiento continuo de la red

El problema más habitual en la red de tuberías deviene de soldaduras mal ejecutadas y suele aparecer en los primeros años de servicio. Resulta crucial solucionarlo tan pronto como sea posible. Otros daños que puede sufrir la red, derivados de encontrarse enterrada, son provocados por excavaciones, raíces de árboles, etc.

Existen formas para saber rápidamente si se ha producido un daño en el aislamiento, ya sea por agua que recircula por el interior de la tubería, como si proviene del exterior:

Termografía

Si la red de tuberías no lleva integrado un sistema de vigilancia, es posible evaluar su estado mediante medición termográfica, comparando los valores de temperatura en distintos puntos de la conducción. Un valor de temperatura más bajo indica daño por entrada de agua en el aislamiento en ese punto. Una vez detectado el problema por este medio, la reparación debería ser inmediata, puesto que no es posible conocer el tiempo que lleva en curso el daño.

La técnica termográfica ofrece tan solo una instantánea del estado de la tubería y sirve únicamente para detectar problemas cuando ya son bien patentes. Para mayor fiabilidad, lo ideal es realizar las mediciones de temperatura durante el invierno cuando las diferencias son más acusadas. Y, desde luego, en caso de no contar con un sistema integrado de control, llevar a cabo termografías de forma regular para evitar daños mayores.

Sistema de vigilancia integrado

El sistema más extendido para controlar las redes de distribución es el sencillo sistema Nórdico: dos cables de cobre de 1,5 mm2 de sección integrados en el aislamiento térmico. Estos cables miden la resistencia eléctrica entre los mismos y la tubería y la impedancia (oposición que presenta un circuito a una corriente cuando se aplica una tensión) del aislante que los rodea.

Medición de la resistencia

Cuando se produce una presencia de agua entre los cables y la tubería, la resistencia eléctrica entre ambos elementos disminuye, indicando un fallo a lo largo de la tubería sin que se conozca exactamente su ubicación. Una vez registrado el problema, éste debe ser localizado .

Esta medición puede realizarse de forma manual o mediante una central de detección que realiza comprobaciones en continuo y las registra, facilitando su evaluación y la rapidez y precisión de la actuación necesaria para reparar una avería.

Medición de la impedancia

Mediante esta técnica avanzada de medición se registra el eco de los impulsos electromagnéticos emitidos a través de los cables al atravesar el material aislante, de manera que se detectan los posibles cambios en su estado debidos, por ejemplo, a la presencia de agua.

Observando la variación del impulso es posible ubicar el lugar de la incidencia.

La medición de la impedancia se realiza mediante un aparato llamado reflectómetro con dominio del tiempo (TDR) que puede ser portátil o fijo.

Comparando la medición en continuo de resistencia e impedancia ofrece una visión amplia y real del estado de la red de tuberías. También es posible visualizar un histórico de la avería, su extensión y comportamiento, y calcular su alcance.

El detector fijo mide tanto resistencia como impedancia en los cables de cobre y puede enviar los datos vía GPRS a cualquier ordenador o dispositivo móvil, facilitando la gestión de la red.

Planos conforme a obra

Resulta indispensable contar con los planos definitivos (as built) conforme a la realidad para poder localizar sobre el terreno la incidencia detectada por los sistemas de vigilancia.

Mantenimiento de las arquetas y las válvulas

Para asegurar el correcto funcionamiento de las válvulas es necesario seguir las instrucciones del suministrador en cuanto a sus intervalos de activación y mantener en buen estado las arquetas donde se encuentran, libres de agua o lodo, puesto que son los únicos puntos de toda la red a los que es posible acceder físicamente.

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Vida útil de la red

Una red de tubería preaislada puede prolongar de forma considerable su periodo de vida útil por encima de los 30 años si se llevan a cabo ciertas prácticas:

  • Se limitan las temperaturas de funcionamiento al máximo recomendado por el fabricante.
  • El diseño estático de la red de tuberías es correcto
  • Se utiliza solamente agua tratada
  • Se reparan rápidamente las averías por presencia de agua
  • Las válvulas se activan de forma regular de acuerdo con las especificaciones del fabricante y las arquetas se mantienen limpias.

Pérdidas térmicas en el red de distribución

Si la red no registra ninguna avería pero se detectan desavenencias entre la energía producida en la planta, la entregada en el punto de consumo y las pérdidas de calor esperables, sería necesario observar los tramos más antiguos de la red y considerar si es necesario sustituirlos.

En una red de distribución eficiente la diferencia de temperatura entre el punto de producción de la energía y el de consumo final es la mínima posible. Disminuyendo la temperatura en toda la red se puede minimizar la pérdida total de energía, por eso puede resultar económicamente rentable sustituir algunas secciones de la red para reducir al máximo la temperatura en la red.

Allan N. Hansen/Logstor

www.logstor.com

Publicado en la revista de la Asociación Danesa de District Heating www.dbdh.dk

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