Contacto

¿Cómo podemos ayudarle?

EKATO GROUP
+49 7622 29-0

Encuentre su contacto local:

Todos los contactos
EKATO

Ingeniería

Diseño mecánicamente seguro, robusto y fiable

Hoy en día, un diseño de agitador o de planta mecánicamente seguro, robusto y fiable es imprescindible para un funcionamiento económico y sin problemas. Los requisitos para el diseño mecánico de los equipos han aumentado enormemente, entre otras cosas porque las unidades de la planta cada vez son más grandes. ¡Estos son precisamente los retos que afrontamos en EKATO!

En las últimas décadas, la industria de procesos ha experimentado una tendencia masiva hacia la producción de unidades de planta más grandes y el escalado de equipos con el fin de lograr los beneficios de las «economías de escala». El enfoque de «economía de escala» conlleva ventajas en materia de costes. A medida que aumenta el tamaño de los equipos, disminuyen los costes por unidad producida. Esto suele ir acompañado de una reducción de las líneas de producción y de un crecimiento del proceso, es decir, de una mayor productividad y rendimiento. Podemos observarlo especialmente en las industrias petroquímica, de plásticos y de polímeros, en la hidrometalurgia o en los fermentadores industriales utilizados en biotecnología. En algunas de estas industrias, el volumen de los reactores se ha multiplicado por diez desde los años 90.

EKATO colabora estrechamente con sus clientes en el desarrollo de la próxima generación de plantas industriales y desarrolla junto a ellos las soluciones de tecnología de agitación más apropiadas, que incluyen agitadores y los diseños de reactores correspondientes.

La mayor dificultad reside en la transferencia del diseño de la escala piloto a una planta a escala mundial que suele ser entre 100 y 1000 veces mayor en términos de volumen. Basándose en los resultados de las pruebas, nuestros expertos llevan a cabo un escalado fiable y seguro, tanto en lo que respecta a la tecnología de procesos como a los aspectos mecánicos. Esto suele estar respaldado por los correspondientes análisis CFD. El diseño del agitador y del reactor para este tipo de plantas debe soportar las cargas más elevadas para garantizar a nuestros clientes la máxima fiabilidad operativa. Con este fin, se realizan cálculos de elementos finitos de diversos componentes y se comprueba también el sistema completo de agitador y reactor antes de su construcción para garantizar la máxima vida útil del equipo.

Dada su importancia, el método de los elementos finitos (MEF) se ha abierto paso en casi todas las disciplinas físicas imaginables. Los métodos más importantes en el campo de la tecnología de mezclado que pueden ser llevados a cabo por EKATO son:

  • Cálculos de mecánica estructural (estabilidad operativa, deformaciones)
  • Análisis modal / de vibraciones para la evaluación de los riesgos de resonancia
  • Cálculos térmicos
  • Acoplamiento fluido-estructura (frecuencias de excitación, frecuencia natural, amortiguamiento por el fluido en el recipiente)

Además de las cargas generalmente estáticas causadas por la presión y la temperatura del proceso, los recipientes agitados y sus componentes internos están sometidos a elevadas tensiones cíclicas generadas por el agitador.

Los agitadores con una potencia de accionamiento de hasta 4000 kW, diámetros de cinta de más de 6 m o diámetros de eje de más de 500 mm hace tiempo que dejaron de ser una rareza para EKATO. El peso total de estos agitadores suele superar las 100 toneladas. Estas dimensiones generan enormes cargas estáticas y dinámicas, por lo que se requiere un cálculo aún más preciso y fiable de las fuerzas que actúan sobre todo el recipiente, sus componentes internos y la estructura de soporte. EKATO cuenta con décadas de experiencia en este campo en el que los métodos de cálculo evolucionan constantemente.

Una de las dificultades del diseño de los reactores de agitación es coordinar las interfaces entre el agitador, el recipiente y los componentes internos asociados necesarios para el proceso. A menudo, estos componentes provienen de diferentes fabricantes, lo que puede dar lugar fácilmente a problemas de coordinación e información. Por razones de productividad y economía, no solo conviene adaptar el agitador a un recipiente predeterminado, sino también elaborar un concepto global óptimo junto con el operador de la planta y el fabricante del equipo.

EKATO ofrece una amplia gama de servicios de ingeniería y suministro para garantizar a nuestros clientes que el proceso se desarrolle de forma eficiente y sin complicaciones con el menor número posible de interfaces. Además de los agitadores, también nos encargamos de la tecnología de proceso asociada, como los intercambiadores de calor, los deflectores, la posición óptima de las tuberías de alimentación y descarga, así como de la ingeniería del recipiente, todo de una misma fuente.

Nuestros ingenieros de proyectos coordinan las interfaces a lo largo de todo el proyecto, desde la fabricación y el premontaje hasta la entrega, la asistencia para la puesta en marcha y la formación.

La construcción y el diseño de plantas de proceso completas requiere una perfecta interacción entre las disciplinas de tecnología de procesos, automatización e ingeniería. A partir de las cifras clave y las variables del proceso determinadas en los estudios y pruebas de viabilidad, se diseñan los componentes de la planta mediante métodos de escalado con base científica, se identifican los requisitos y se combinan en una planta completamente funcional. El diseño de la planta o de los propios componentes también incluye métodos como los análisis CFD y los cálculos MEF para garantizar la funcionalidad y la seguridad de la planta. La automatización desempeña un papel fundamental en la interacción óptima de los sistemas de proceso. Así se combinan los actuadores y sensores de los sistemas según los requisitos del proceso y las necesidades del cliente. El grado de automatización abarca desde el funcionamiento semiautomático hasta los procesos totalmente automáticos con control de recetas, registro de datos y documentación de lotes (BatchRecord). Se construyen plantas completas para los procesos en las áreas de SOLIDMIX y UNIMIX. SOLIDMIX cubre los procesos de secado y mezcla de sólidos, mientras que UNIMIX ofrece soluciones para la producción de productos en suspensión o emulsión en el rango de baja a alta viscosidad. La gama de plantas de proceso incluye desde soluciones prediseñadas (con plazos de entrega cortos) para productos específicos de nuestros clientes hasta soluciones de ingeniería en las que se aplican los requisitos específicos del proceso y del cliente.

En la división de Plantas de Proceso, EKATO ofrece un amplio paquete de servicios y equipos como socio de desarrollo e ingeniería para plantas de proceso basadas en procesos de agitación. Con conocimientos prácticos especializados y métodos innovadores de ingeniería de procesos y sistemas, EKATO ofrece el diseño conceptual, la ingeniería básica, la ejecución, la adquisición y la entrega, así como la instalación y la puesta en marcha del sistema.

En la fase conceptual del diseño, EKATO determina los pasos esenciales del proceso necesarios y define los balances de masa y energía a partir de los análisis del proceso. Si es necesario, EKATO realiza pruebas en su propio laboratorio y sistemas piloto altamente resistentes a la corrosión, en los que son posibles condiciones de funcionamiento de hasta 100 bares y 300 °C. El escalado requerido a escala operativa se lleva a cabo sobre la base de nuestros 80 años de experiencia. Nuestros especialistas examinan la viabilidad de los conceptos de proceso desarrollados de este modo y realizan una primera estimación aproximada de los costes.

En la fase de ingeniería básica, EKATO diseña en equipos de proyecto interdisciplinarios los aspectos técnicos y mecánicos del sistema principal y define los servicios auxiliares necesarios, así como el concepto de control y supervisión. También se realiza un análisis funcional de operatividad (HAZOP) junto con el cliente. Asimismo, se desarrollan el diagrama de tuberías e instrumentación (P&ID) y el plano del sistema acompañado de un nuevo análisis de riesgos. Una vez completada la ingeniería básica, se evalúan con la mayor precisión posible los costes del sistema.

En la fase de detalle, el equipo de proyecto de EKATO especifica los equipos, accesorios e instrumentos y precisa las interfaces. Estas también pueden ser suministrados por EKATO si el cliente lo solicita. En este caso, EKATO se hace cargo de la tramitación completa de los pedidos y de controlar y asegurar que se cumplan las características técnicas, la calidad y los plazos de entrega acordados con los proveedores y fabricantes de componentes.

EKATO lleva a cabo el premontaje mecánico, hidráulico y eléctrico de la planta, los skids o los componentes del sistema y las pruebas de funcionamiento (FAT) necesarias. El montaje final in situ y las tuberías son planificados y organizados por profesionales experimentados y realizados por personal interno o externo en función del lugar de instalación y del alcance. Nuestros ingenieros de puesta en marcha supervisan el sistema hasta que se verifican los resultados del proceso requeridos.

Con esta amplia gama de servicios y equipamiento, EKATO ofrece soluciones parciales o completas, desde la idea hasta una solución eficiente desde el punto de vista técnico y económico. Mediante ensayos y muchos años de experiencia en el escalado de equipos de ingeniería de procesos, EKATO proporciona a sus clientes garantías de proceso y plantas de producción de gran calidad.