Refrigeradores para armarios eléctricos aptos en aplicaciones marítimas

Cuando el mar está agitado, no solo los pasajeros sufren mareos: la tecnología a bordo también se ve afectada. El movimiento de las olas y, sobre todo, las vibraciones del motor del barco, generan problemas graves en los sistemas y en los componentes, que literalmente, pueden llegar a desmoronarse.

Por eso Rittal ha perfeccionado su gama de refrigeradores Blue e+, haciéndolas aptas para entornos marinos. Estos refrigeradores han sido sometidos a rigurosas pruebas en Phoenix Testlab GmbH y certificados conforme a la DNV, lo que también los convierte en una solución atractiva para aplicaciones dinámicas en tierra firme.

La importancia de los refrigeradores para barcos

Una simple mirada a la sala de máquinas revela que el espacio en un barco es extremadamente limitado. Pero aun así, es necesario integrar sistemas. Para ello, suele hacerse mediante retrofitting, como ocurre con los scrubbers (los sistemas de limpieza de gases de escape) exigidos por normativas medioambientales más estrictas. Una vez instalados, estos equipos deben enfrentarse a condiciones extremas: vibraciones del motor diésel, balanceo por el oleaje, altas temperaturas y humedad, lo que somete a los componentes electrónicos a un estrés considerable.

Estas condiciones también afectan a los refrigeradores encargados de la climatización de armarios eléctricos, como explica Ralf Schneider, Director de Ventas de Soluciones de Refrigeración en Rittal:

“Las vibraciones provocan que los compresores de refrigeración y otros componentes pesados dentro de los refrigeradores comiencen a vibrar intensamente, lo que puede acabar arrancando las líneas de refrigerante y destruyendo los sistemas de fijación.”

¿El motivo? Que los refrigeradores suelen diseñarse para aplicaciones estáticas, no dinámicas: “Los compresores montados en una configuración convencional con amortiguadores de vibración, pensados para no interferir con equipos sensibles como husillos de máquinas herramienta en entornos industriales, pueden tener el efecto contrario en el mar. Pueden literalmente sacudirlo todo y generar una serie de problemas adicionales,” añade Schneider.

Proceso de certificación de refrigeradores para aplicaciones marítimas

Para poder ofrecer soluciones de refrigeración en el creciente mercado del equipamiento naval, Rittal decidió evolucionar su gama de refrigeradores Blue e+ para aplicaciones dinámicas y someterlos a pruebas y certificaciones específicas para uso marítimo. Ralf Schneider describe el proceso:

“Ya contábamos con homologaciones marítimas para nuestros armarios AX y VX25, así como para el sistema de distribución eléctrica Ri4Power, pero no para nuestros refrigeradores. Sin embargo, uno de nuestros clientes quería certificar sus sistemas completos, incluidos nuestros refrigeradores.”

Convertir una refrigerador en un sistema apto para el mar y obtener la certificación correspondiente está lejos de ser un trámite sencillo. Existen numerosas sociedades de clasificación internacionales, y tanto los armadores como los integradores tienen preferencias distintas según el sector. Además, cada proveedor emite certificados diferentes según donde se ubique el equipo: en el puente de mando, en la sala de máquinas o en cubierta.

Rittal optó por la certificación de DNV, una de las principales sociedades de clasificación del sector marítimo. Los certificados DNV están ampliamente reconocidos en la navegación comercial y en sectores críticos como el de la industria de procesos. Esta certificación abarca pruebas de vibración, fluctuaciones climáticas, inclinación y también ensayos de compatibilidad electromagnética (EMC), tanto en emisiones como en inmunidad.

El ingeniero de ensayos Oleg Gudi, de Phoenix Testlab, realiza ajustes precisos en el banco de pruebas. (Crédito: Territory GmbH / Jörg Sänger)

Ensayo de vibraciones: las unidades se fijan a una plataforma vibratoria. Las pruebas se realizan en varios ejes para simular impactos desde diferentes direcciones. (Crédito: Territory GmbH / Jörg Sänger)

Puesta a prueba: en condiciones de laboratorio se recrean las vibraciones generadas por el motor diésel de un barco, y se evalúa su impacto sobre las unidades de refrigeración. (Crédito: Territory GmbH / Jörg Sänger)

De la teoría a la práctica: pruebas ambientales para refrigeración en barcos

Para adaptar los refrigeradores al entorno marítimo, los ingenieros de Rittal hicieron tres modificaciones clave:

• Reforzaron los sistemas de fijación de componentes como el compresor.
• Rediseñaron las conexiones de tuberías.
• Modificaron la disposición interna del circuito frigorífico.

En cuanto a la validación de estos cambios, los refrigeradores se sometieron primero a ensayos internos en el laboratorio de calidad de Rittal, donde se realizan pruebas de preconformidad que simulan los requisitos técnicos de certificación marítima.

Posteriormente, Rittal encargó al laboratorio independiente Phoenix Testlab, en Blomberg, la realización de las pruebas finales conforme a DNV. Lars Diedrichs y su equipo, responsables de ensayos ambientales en Phoenix Testlab, explican:

“Para comprobar la resistencia a vibraciones, realizamos primero un barrido sinusoidal en un rango definido de frecuencias para detectar posibles resonancias. Luego aplicamos una vibración aleatoria de banda ancha en todo el espectro de frecuencias. El refrigerador se sometió a vibraciones durante 2,5 horas por cada eje espacial, es decir, un total de 7,5 horas.”

Tras las pruebas de vibración, los refrigeradores se colocaron en una cámara climática y se expusieron a varios ciclos de temperatura, en ocasiones con alta humedad relativa.

A continuación, se simuló la inclinación del barco en otra estación de ensayo. La fase final consistió en las mediciones de EMC, tanto en emisiones como en inmunidad:

“Nos sorprendió descubrir que los requisitos EMC en el ámbito marítimo son significativamente más estrictos que en la industria,” comenta Diedrichs. “Esto se debe a que las comunicaciones por radio en los barcos son una prioridad absoluta. Un barco es un sistema cerrado, con poco espacio en las bandejas de cables y sin el aislamiento eléctrico limpio que se encuentra en sistemas industriales, por lo que las exigencias son mucho mayores.”

El resultado: soluciones de climatización rentables para entornos exigentes

Además de ofrecer una mayor fiabilidad, los refrigeradores también suponen una ventaja económica significativa.

“Aunque estos refrigeradores tienen un coste superior al de las versiones estándar, resultan mucho más económicas que alternativas como los intercambiadores de calor aire/agua, que requerirían una adaptación completa de la instalación con tuberías, lo que implica una inversión considerable,” explica Schneider.

Y no solo son útiles en entornos marítimos: “Las cargas dinámicas no se limitan a los barcos. Pensemos, por ejemplo, en sistemas de grúas, donde el armario eléctrico se desplaza junto con el carro de la grúa. También hemos recibido solicitudes para sistemas de gestión de equipajes en aeropuertos. Aunque un refrigerador convencional podría soportar estas condiciones, siempre existe el riesgo de fallo. En cambio, un refrigerador que ha superado las exigentes pruebas de DNV no tendrá ningún problema en ese tipo de entornos.”

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