LAUDA DR. R. WOBSER GmbH & Co. KG organizó una exposición interna con cuatro empresas de nueva creación especialmente innovadoras con motivo de la celebración del 80 aniversario del anterior Presidente & CEO y actual miembro del consejo de administración y socio Dr. Gerhard Wobser.

El software de nube con inteligencia artificial (IA) para la optimización de instalaciones de generación de calor y redes de calor es un proyecto innovador de ENER-IQ GmbH (Wurzburgo/Hamburgo). Según la Asociación federal alemana de la industria de calefacción, alrededor de dos tercios de las instalaciones de generación de calor y de las redes de calefacción urbana funcionan de manera ineficiente. Esto se debe, entre otros factores, a componentes defectuosos, ajustes de regulación ineficientes y, sobre todo, a la falta de coordinación del sistema debido a la falta de trabajadores cualificados. La solución planteada por ENER-IQ incluye un registro mediante sensores de los parámetros de funcionamiento en la generación y distribución de calor. Los datos recogidos se transfieren a una aplicación de nube desarrollada por esta empresa de nueva creación. Desde ahí tiene lugar la supervisión de las instalaciones e inmuebles, el análisis de los datos, el cálculo de los indicadores clave para una gestión operativa más eficiente, así como el suministro de datos para su optimización. A largo plazo, sirven para la optimización de las instalaciones y el ajuste a distancia con ayuda de la IA, así como para elaborar recomendaciones de actuación para los técnicos.

La empresa MagnoTherm Solutions, con sede en Darmstadt, se encarga del desarrollo de las máquinas de refrigeración o calefacción de bajo consumo y libres de gas basadas en materiales magnetocalóricos. Los compresores para instalaciones de refrigeración han alcanzado su límite de eficiencia. El equipo desarrollado por esta empresa de nueva creación utiliza materiales magnetocalóricos como el lantano hierro silicio para generar frío y calor en lugar de gases de efecto invernadero. El cuerpo sólido se calienta cuando se sitúa en un campo magnético y se enfría cuando sale del mismo. Con la ayuda de una mezcla de agua, se recoge el calor o el frío del material y se hace utilizable. Gracias al proceso isoentrópico se pueden conseguir ahorros de energía significativos. Las presiones más bajas y el agua como medio consiguen que el grupo frigorífico sea inofensivo para el usuario final y requiera menos mantenimiento. Dado que los materiales se pueden ajustar para diferentes rangos de temperatura, es posible elaborar aplicaciones muy individuales y eficientes desde el punto de vista energético.

Un sistema innovador para procesos industriales de calentamiento (en primer lugar para la industria del embalaje) es la invención patentada de watttron GmbH, con sede en Freital, cerca de Dresde. Desde hace casi un año, LAUDA mantiene una colaboración estrecha y llena de confianza en diversas áreas con esta empresa distinguida con numerosos galardones. El sistema de calentamiento modular permite lograr un ahorro de material de hasta un 30 por ciento en la fabricación de embalajes. Encadenando los módulos, se pueden obtener diferentes formas conforme a los deseos del cliente. Cada módulo cuenta con 64 píxeles de calentamiento, controlables y regulables individualmente. Esto permite crear perfiles de calentamiento individuales que pueden cambiar de forma controlada en cuestión de segundos. Este proceso permite la producción de embalajes de forma más eficiente utilizando el proceso térmico y el calentamiento por contacto. Por ejemplo, en el caso de un envase de yogur, se calientan más las zonas del material que requieren una mayor conformación, mientras que las zonas que no requieren apenas conformación, se calientan menos. En principio, el proceso de calentamiento desarrollado por watttron también puede utilizarse en muchos otros procesos industriales de calentamiento de precisión, como la biotecnología, así como la tecnología farmacéutica, química y de automoción.

La empresa de nueva creación Coolar, con sede en Berlín, ha desarrollado un sistema de refrigeración que por primera vez pone a disposición la tecnología de refrigeración por adsorción basada en el agua como refrigerante sostenible. De este modo, los frigoríficos y las cajas de transporte compactos y que funcionan sin electricidad pueden desarrollarse sin necesidad de sustancias perjudiciales para el clima, tóxicas o fácilmente inflamables. Como primera aplicación, este sistema fue implementado en un refrigerador de uso médico para instalaciones de atención sanitaria sin conexión a la red eléctrica y su funcionamiento fue probado con éxito en Tenerife a principios de 2019. Con esta solución, Coolar puede ofrecer una solución de bajo coste, ecológicamente sostenible y libre de contaminantes para medicamentos y vacunas, prescindiendo de la conexión a una fuente de electricidad, baterías o una complicada tecnología de regulación. Además, este sistema de refrigeración, excepcionalmente flexible gracias a su diseño compacto y a la reducida complejidad de su regulación, proporciona una alternativa sostenible basada en el agua para un gran número de ámbitos de aplicación de pequeño y mediano alcance, dentro del sector de la tecnología de refrigeración, en continuo cambio.

«Con esta cooperación deseamos identificar y aprovechar las tendencias técnicas y los desarrollos tecnológicos en una fase temprana, así como ofrecer la posibilidad de cooperación de igual a igual a empresas de nueva creación especialmente innovadoras», subrayó el Dr. Gunther Wobser, Presidente & CEO de LAUDA, durante la presentación de las cuatro empresas de nueva creación y sus invenciones. «LAUDA ha realizado un excelente trabajo previo en cooperación con las empresas de nueva creación»; de esta forma relató Robert Tietze, Director para empresas de nueva creación en LAUDA desde mayo de 2019, su experiencia a lo largo de los primeros meses. Se ha hecho evidente que los expertos en determinados temas se concentran principalmente en las universidades, a partir de las cuales surgen nuevas empresas interesantes.

LAUDA, líder mundial en el mercado de los equipos e instalaciones de termorregulación para la regulación exacta de la temperatura, continúa la ampliación de su extensa gama de productos. Con la línea de equipos Integral de LAUDA, de desarrollo completamente nuevo y orientada al futuro, esta empresa presenta un nuevo hito en el ámbito de la regulación profesional de la temperatura. Los potentes termostatos de proceso Integral forman parte de la gama de productos de LAUDA desde el año 2000 y se han consolidado como soluciones fiables en las más diversas aplicaciones y sectores. Las aplicaciones más importantes de los termostatos incluyen la regulación de temperatura de reactores en las industrias química y farmacéutica, pruebas de temperatura en bancos de pruebas en la industria de automoción y simulación del espacio en ingeniería mecánica y eléctrica. El desarrollo de los termostatos de proceso está impulsando a la empresa y llevando los modelos de las series T y XT a la era digital. La nueva generación de termostatos de proceso Integral dispone de una serie de innovaciones, incluyendo un concepto de control completamente nuevo e intuitivo a través de terminales móviles, un rendimiento de la bomba mejorado y el concepto de interfaz modular y ampliable.

LAUDA Integral T y XT: Exitoso desde hace 20 años

Los nuevos termostatos de proceso Integral T de LAUDA permiten un control eficiente de los procesos de regulación de temperatura externos en el rango de temperatura de -30 a 150 °C. Los equipos permiten cambios rápidos de temperatura gracias a las potencias caloríficas y de frío adaptadas con pequeño volumen interno. Gracias al sistema hidráulico abierto, se purga el aire del equipo rápidamente y sin restricciones de funcionamiento. Esto lo hace ideal para procesos de regulación de temperatura con frecuentes cambios de consumidor o de muestras. Las áreas clásicas de aplicación son los controles de reacción o las simulaciones climáticas. Una bomba de inmersión fiable y potente y la derivación interna para la limitación de la presión forman parte del equipamiento estándar de Integral T.

Por el contrario, los termostatos de proceso Integral XT de LAUDA extremadamente dinámicos y potentes funcionan según el principio de flujo con capa de aceite frío y permiten utilizar el rango de temperatura ampliado de -90 a 320 °C con una única sustancia de regulación de temperatura. Gracias a la bomba Vario de ocho niveles, con acoplamiento magnético y regulación electrónica, el caudal volumétrico puede conectarse térmicamente de forma óptima tanto para consumidores sensibles a la presión como para aplicaciones con alta resistencia hidráulica. Una derivación interna, así como una innovación de serie de los modelos XT, aumentan adicionalmente la flexibilidad. Aumenta el caudal de aire en el interior del equipo si solo son posibles caudales reducidos de forma externa, optimizando así el proceso de regulación de la temperatura.

Para los nuevos modelos Integral XT, LAUDA ofrece opcionalmente una unidad de regulación de paso continuo, que es indispensable especialmente para la elaboración de procesos de ensayo reproducibles. Un buen ejemplo de ello es su uso en procesos de ensayo en la electromovilidad. Para alcanzar un alto nivel de calidad en la producción, los procedimientos de comprobación validados se basan en un caudal definido que debe mantenerse. El sistema hidráulico optimizado y la regulación de la velocidad de los nuevos equipos Integral también mejoran significativamente el caudal de los termostatos. Basando su funcionamiento en refrigerantes orientados al futuro (los termostatos de proceso cumplen con la normativa europea de gases fluorados), los nuevos equipos Integral ofrecen la habitual regulación rápida de la temperatura con una alta fiabilidad operativa. El Smart Cool System de eficacia probada de los equipos LAUDA Integral XT se encuentra ahora también en los nuevos modelos Integral T. Las válvulas de inyección electrónicas controlan la potencia de frío de los equipos en función de la demanda, garantizando así una mayor eficiencia energética.

Termostatos de proceso Integral: preparados para el futuro digital

Con los nuevos equipos Integral, LAUDA impulsa la interconexión en red de la tecnología de regulación de temperatura. Como primer equipo en serie de la historia de LAUDA, los termostatos de proceso disponen de un servidor web integrado. Esto hace posible integrar los dispositivos en las redes de empresa existentes y, por lo tanto, permite la supervisión y el control a través de PC y, opcionalmente, desde dispositivos móviles como tablet o smartphone. En caso necesario, los lugares de emplazamiento y de manejo pueden desacoplarse entre sí. Esto permite la supervisión o el control de todos los emplazamientos. Sigue siendo posible el manejo sencillo de los termostatos mediante una moderna pantalla OLED directamente en el equipo.

El nuevo concepto de interfaz garantiza flexibilidad

Gracias a su concepto de interfaz modular y orientado al futuro, los nuevos termostatos de proceso Integral permiten la máxima interconexión de los procesos de usuario. Los dispositivos están equipados de serie con interfaces como Ethernet, USB o Pt 100. Es posible añadir de forma sencilla otras interfaces y protocolos de comunicación mediante los correspondientes módulos. Esto permite integrar de forma flexible los termostatos Integral en diferentes escenarios de comunicación. Además, todos los equipos de corriente trifásica de la línea Integral de LAUDA están equipados para el funcionamiento con una frecuencia de red de 50 o 60 Hz (doble frecuencia), lo que supone una gran ventaja para los usuarios que desean utilizar sus equipos de forma flexible en diferentes lugares del mundo.

Estructura modular para un servicio más sencillo

Los modelos LAUDA Integral se encuentran disponibles en tres tamaños de carcasa diferentes y con una potencia refrigerante de 1,5 a 18 kW. Mientras que en la carcasa más pequeña la unidad de mando está colocada ergonómicamente en la parte superior del equipo, en la carcasa de tamaño mediano y grande se encuentra en el lado derecho, a la altura de los ojos. Las conexiones eléctricas e hidráulicas se encuentran en el lado derecho de todos los equipos. Esto optimiza su manejo y visualización. Con Command Touch, LAUDA ofrece además una unidad de mando intuitiva con pantalla táctil y una amplia gama de funciones como accesorio, que se conecta al equipo por medio de un cable.

LAUDA Integral: una nueva generación

Los termostatos de proceso de la línea Integral han demostrado su eficacia en el mercado desde hace décadas. El desarrollo de la próxima generación aprovecha los puntos fuertes de eficacia probada de esta línea y los complementa con componentes orientados al futuro. Esto permite a LAUDA ofrecer a sus clientes un equipo de termorregulación que cumple con los requisitos actuales de la tecnología de refrigeración y garantiza una actualización sin problemas, con la máxima seguridad de proceso.

Un aspecto importante en el nuevo desarrollo de la serie Integral fue la normativa europea de gases fluorados. Esta tiene como objetivo limitar gradualmente las cantidades de hidrofluorocarburos disponibles en el mercado hasta el año 2030. La demanda de equipos de termorregulación orientados al futuro que cumplan con la normativa europea de gases fluorados ha aumentado significativamente. "En el desarrollo de la tecnología de refrigeración hemos incorporado muchas ideas y conocimientos", explica el director de I+D de LAUDA, Dr. Jürgen Dirscherl, ya que "una simple sustitución del refrigerante provocaría limitaciones en los datos de rendimiento" y, por lo tanto, pondría en riesgo los procesos del cliente. El objetivo de los expertos de LAUDA era desarrollar un dispositivo que permitiera la sustitución sin problemas de los equipos Integral existentes de diseño más antiguo por la nueva generación. Según el Dr. Dirscherl, "De esta manera garantizamos la seguridad de proceso para nuestros clientes". Se han conservado muchas de las funciones y soluciones técnicas de eficacia probada de la línea Integral.

Tal y como destaca el director de I+D, con la nueva generación Integral, LAUDA lanza al mercado el nuevo desarrollo técnico de una línea de equipos de eficacia probada. Si bien el nuevo diseño de LAUDA es lo más evidente de los nuevos equipos, también integran muchas ideas nuevas. "El nuevo diseño permite, p. ej., un servicio simplificado gracias a una mejor accesibilidad de los componentes sin necesidad de separar el circuito hidráulico de la aplicación. La posición de las conexiones, las posibilidades de comunicación mejoradas con los sistemas de control de procesos, el servidor web integrado o el uso de bombas con un espectro de rendimiento más amplio y, sobre todo, los caudales considerablemente más elevados son también argumentos poderosos a favor de la nueva generación Integral", explica el Dr. Dirscherl.

Ejemplos de aplicaciones de los termostatos de proceso LAUDA Integral

Los termostatos de proceso Integral de LAUDA calientan y enfrían de forma fiable en una amplia gama de aplicaciones en los más diversos sectores. Los equipos se utilizan en una variedad de aplicaciones, tales como la regulación de temperatura de depósitos de agitación, control de temperatura de reactores en las industrias química, farmacéutica o biotecnológica, pruebas de temperatura en bancos de pruebas en la industria de automoción, ya sea para la simulación climática, pruebas de rendimiento o pruebas de materiales. Los termostatos de proceso Integral son también el socio ideal para el análisis de materiales. En la tecnología de microreactores, estos equipos se utilizan para la regulación de temperatura en procesos de escalado. Los termostatos de proceso LAUDA Integral constituyen también un componente elemental de las simulaciones del espacio en ingeniería mecánica y eléctrica.

Alemania tiene planes ambiciosos para el cambio energético: hasta 2050, se espera que la proporción de energías renovables en el consumo de electricidad alcance el 80 por ciento. Con la expansión de la energía eólica, la fotovoltaica y otras fuentes de energía renovables, así como la creciente electrificación de la sociedad, la economía, la política y la ciencia se enfrentan a un gran desafío: en caso de exceso de producción, la energía generada de forma descentralizada debe almacenarse de la forma más eficiente y, sobre todo, sostenible posible para poder ser introducida en la red eléctrica en caso de picos de consumo. Un concepto energético prometedor recibe el nombre de "Power to Gas". Este consiste en obtener metano mediante un proceso de electrolisis y metanización a partir de la energía eólica o solar. De este modo, la energía se almacena en forma de gas y se recupera en caso necesario. También en el sector de la automoción, la metanización podría favorecer la expansión de los vehículos de propulsión por gas. El metano necesario para ello podría producirse de forma respetuosa con el medio ambiente. Investigadores de todo el mundo están trabajando a fondo para hacer que esta tecnología sea más relevante y sencilla desde el punto de vista de la eficiencia energética. El Instituto Max Planck para la Dinámica de sistemas técnicos complejos en Magdeburgo, activo en este campo de investigación desde hace aproximadamente siete años, está a cargo de este proyecto. Para su trabajo, el instituto utiliza en su instalación piloto un equipo de transmisión del calor de LAUDA, el cual debe cumplir los requisitos en extremo específicos de los investigadores.

Se requiere un enfriamiento rápido y de alta precisión

Sistemas de calefacción y refrigeración LAUDA, la división industrial del fabricante de equipos de termorregulación LAUDA, planifica y fabrica sistemas de termorregulación a medida, conforme a los deseos del cliente. Para el Instituto Max Planck se desarrolló un equipo de transmisión del calor del tipo ITH 350. Este equipo se utiliza para regular la temperatura de un reactor. El equipo LAUDA debe ser capaz de alcanzar una velocidad de enfriamiento de 100 Kelvin por minuto sin quedar por debajo del punto final. Por lo tanto, debe enfriar rápidamente, pero no debe descender por debajo de un determinado valor de temperatura para no poner en peligro el proceso en sí. Un desafío, también para los ingenieros de LAUDA, ya que los equipos de transmisión del calor garantizan principalmente rendimientos constantes desde el punto de vista de la temperatura. Para la investigación del Instituto Max Planck, el sistema debía contrarrefrigerar de forma rápida.

Enfriamiento de 340 °C a 150 °C en minutos – con una precisión milimétrica

La reacción de metanización genera mucho calor y altas temperaturas, que pueden dañar el reactor, pero sobre todo el catalizador. Hasta el momento, estos procesos se ponen en marcha lentamente y, a continuación, funcionan de forma constante durante semanas. "En primer lugar, tratamos de identificar la dinámica del funcionamiento de este proceso y, a partir de ahí, derivar enfoques iniciales para nuevas estrategias de funcionamiento y diseños de reactores. Los primeros resultados prometedores basados en cálculos asistidos por ordenador ya se encuentran disponibles y ahora deseamos verificar dichos resultados con la instalación piloto", de esta forma explica el director del proyecto, Jens Bremer, el objetivo de los investigadores. Los requisitos para la regulación de temperatura son correspondientemente altos. El equipo de transmisión del calor de LAUDA se encarga de proporcionar la precisión necesaria para ello. "El rendimiento y la dinámica del reactor están determinados en gran medida por su enfriamiento. La regulación de temperatura rápidamente ajustable permite reaccionar de forma flexible ante influencias externas, como la disminución del suministro de hidrógeno, sin necesidad de apagar el reactor", afirma Jens Bremer.

El reactor se calienta eléctricamente hasta 340 °C durante el proceso. A partir de una temperatura definida, se produce una reacción exotérmica, que debe enfriarse inmediatamente hasta 150 °C. Una válvula electrónica utilizada en casos normales como elemento de regulación, sería demasiado lenta para esta aplicación. Dependiendo de la magnitud de ajuste, la potencia refrigerante puede modificarse con la ayuda de la válvula. Si se usa agua de refrigeración para enfriar, la potencia refrigerante se limita en las tareas normales de refrigeración para proteger los materiales en caso de gran diferencia de temperatura. En este caso, sin embargo, la tarea requería una apertura rápida para alcanzar la velocidad de enfriamiento requerida sin someter el material a demasiado esfuerzo. Por esta razón, los ingenieros de LAUDA han instalado una válvula neumática de 3 vías que se abre en tan solo dos segundos para garantizar una refrigeración del caloportador superior a 150 °C por minuto.

En el interior, el equipo de transmisión del calor consta de dos circuitos de regulación de temperatura. Mientras el primer circuito se encarga de la regulación de temperatura de un recipiente tampón, el segundo circuito regula la temperatura de la configuración de prueba del Instituto Max Planck. Ambos circuitos están conectados entre sí a través del acumulador de reserva del medio y utilizan el mismo medio. Otro requisito del cliente para la instalación era que el caloportador utilizado debía ser adecuado para temperaturas hasta 350 °C. Por este motivo, LAUDA apuesta por un aceite térmico que satisface las altas exigencias del material.

Se cumplen los requisitos específicos del cliente

LAUDA ha desarrollado y construido el equipo especial de transmisión del calor según los deseos del Instituto Max Planck. El limitado espacio disponible ya se tuvo en cuenta durante la fase de desarrollo en el ordenador. La instalación debía alojarse en una cúpula de seguridad especial, lo que obligaba, por ejemplo, a instalar los armarios de distribución en el lateral. A petición del cliente, los sistemas de conexión se encuentran parcialmente en la parte inferior del equipo. La instalación de LAUDA se envió a Magdeburgo separada en dos partes a para su montaje y se introdujo en el recinto de cristal de seguridad usando una grúa.

Con este equipo de transmisión del calor para la investigación en el campo de la metanización, es la segunda vez que LAUDA suministra una instalación al Instituto Max Planck. Allí están más que satisfechos con el servicio prestado por este fabricante de equipos de regulación de temperatura: "Desde el desarrollo del concepto inicial hasta la instalación final in situ, hemos recibido un asesoramiento y una asistencia excelentes. Ningún otro fabricante al que hayamos consultado ha sido capaz de proporcionar esta flexibilidad para nuestra tarea especial", explica el director del proyecto, Jens Bremer.