Gerardo Villamizar Plata
Ingeniero químico Tipiel S. A.
Sociedad de Ingeniería y Construcción
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Aplicaciones termodinámicas en ingeniería

Thermodynamic engineering applications

La termodinámica es la rama de la física que estudia la energía, la transformación entre sus distintas manifestaciones, como el calor, y su capacidad para producir un trabajo. De esta definición básica parte gran cantidad de aplicaciones en el vasto mundo de la ingeniería. Es impresionante ver como la termodinámica es un pilar fundamental para muchos de los procesos que se llevan a cabo en la industria química, petroquímica y en general. 

Podemos empezar por ver las turbinas, bien sean accionadas con vapor o turbinas de gas. Las turbinas son máquinas de flujo permanente,en las cuales el vapor o los gases de combustión entran por las toberas y se expanden hasta una presión más baja. Al hacerlo la corriente de vapor/gas, adquiere una gran velocidad. Parte de la energía cinética de este chorro es cedida a los álabes de la turbina, de la misma manera que un chorro de agua cede energía a los cangilones de una rueda hidráulica. Adicionalmente, la turbina puede ir unida, bajo un mismo eje con un compresor; este se conoce como integración energética en la que el trabajo generado por la turbina lo emplea el compresor para comprimir el gas a la presión que se necesita. ¡Es más!, en varias plantas de proceso, específicamente en una de LPG he visto como se hace todo un estudio completo de ingeniería para poder implementar la integración energética entre corrientes de proceso mediante el uso de intercambiadores de calor (feed-bottom, feed-effluent, etc..). La integración energética anteriormente mencionada es un ejemplo real de cómo  se manejan las plantas turboexpander para la recuperación de los licuables de una corriente de gas de alta presión. 

Las unidades de refrigeración son otro ejemplo de la termodinámica aplicada a la industria, sobre todo en las plantas mencionadas se emplean sistemas de refrigeración con propano para los sistemas de enfriamiento, que generalmente son chillers donde el propano se bombea por la coraza y se evapora completamente con el fin de enfriar o condensar la corriente de proceso; estas unidades utilizan el principio de enfriamiento por evaporación, son intercambiadores tipo kettle debido al alto porcentaje de vaporización del propano...