Considerada una de las pistas de hielo más eficientes de México, Ice Station trabaja en pro del medioambiente con refrigerantes no tóxicos y equipo de última generación. Su diseño, mantenimiento y elementos específicos fueron considerados para ofrecer el mejor servicio a los visitantes y colocarla entre los espacios recreativos más vanguardistas y eficaces de la capital mexicana.
1 compresor, 1 evaporador, refrigerante etilenglicol para evitar daños ambientales, tubería heat mat, tubería ice mat, calentadores solares.
Karely Haros / Bruno Martínez, fotografías.
La pista de patinaje sobre hielo Ice Station más efciente, ubicada en Plaza Forum Buenavista, se ha convertido en una de las más atractivas, tanto para principiantes, como para aficionados y profesionales, ya que sus dimensiones espaciales son excelentes y la calidad del hielo inmejorable, lo que permite que cualquier tipo de usuario se sienta cómodo y seducido por la oportunidad de deslizarse sobre la superficie congelada.
Su instalación la llevó a cabo Calefacción y Ventilación, S.A. de C.V. (Cyvsa), en 2012, satisfaciendo las preocupaciones actuales que presenta cualquier pista de hielo: correcto uso de energía, costos de operación y funcionamiento óptimos, y control y monitoreo adecuados para el sistema.
Estructura
El diseño y la operación de una pista de hielo son diferentes en muchos sentidos con respecto a los edificios convencionales. Esto se debe a que las condiciones térmicas en una pista de hielo se consideran críticas, pues la temperatura del fluido refrigerante varía de -5 a -10 grados centígrados, dependiendo de la actividad desarrollada.
Luego de tomar en cuenta lo anterior, es necesario cuidar la humedad del aire en el interior; en este caso, de la plaza en general, pues la cantidad de personas que entra y sale también influye de manera directa en el funcionamiento de la pista de hielo. Si no se mantienen los cuidados necesarios, puede provocar corrosión y problemas generales en las estructuras de acero, así como afectar la calidad del aire interior, que se vería contaminado con hongos, moho, entre otras partículas.
Otro factor considerado es la temperatura de la Ciudad de México, basada en la especificación AA-006-94-000, publicada por ASHRAE (Weather Data Viewer) 2005, ya que afecta directamente la temperatura de la plaza y, por ende, la de la pista. Para controlar este factor, Cyvsa reunió las tecnologías y el equipo adecuados para los objetivos finales del sistema, además de que logró reducir el consumo de energía en 20 por ciento, comparado con otras pistas de hielo, y por lo tanto, disminuir los costos de operación y mantenimiento.
Otra de las preocupaciones del equipo de trabajo de Cyvsa fue el desgaste ambiental de los sistemas, por lo que decidieron utilizar refrigerante etilenglicol, que resulta poco impactante para las condiciones del medio. Según Carlos Hernández, ingeniero encargado del diseño de Ice Station, resalta que “una pista de hielo operada al aire libre está condicionada a más y complicados factores, entre ellos: sol, lluvia, viento, además de la cantidad de personas en ella, por lo que el costo del mantenimiento es más elevado”.
Según comenta el ingeniero Hernández, “en instalaciones [pistas de hielo] poco eficientes, se coloca una base plana de concreto, con un aislamiento de vibración (arena o grava); después, una especie de alberca de poca altura para colocar un intercambiador (tubos de cobre con aislamiento o de material plástico, con diámetro menor de 25 milímetros), y una capa de hielo no mayor de 4 centímetros”.
Para calcular la refrigeración de una pista de hielo, es necesario considerar la condición del congelamiento del agua (tiempo) y la cantidad de refrigeración necesaria para mantener la superficie del hielo sólida y la temperatura durante las horas críticas del día, según usuarios, afluencia en la plaza y condiciones exteriores ambientales.
“Para mantener una buena y adecuada refrigeración en la pista de hielo es necesario el mantenimiento predictivo y preventivo mediante rutinas diarias que eviten el mantenimiento correctivo mayor”, comenta Omar López Rodríguez, responsable de Mantenimiento de Ice Station. Asimismo, profundiza, “Se debe tener especial cuidado en las funciones de la pista, pues el grosor del hielo depende de manera directa de este factor. Las funciones de esta pista son principalmente recreativas, pues se cuenta con patinaje artístico y hockey (avalado por la Federación Deportiva de México y Hockey Sobre Hielo, A.C.) tanto profesionales, como instructivos, además de la sesión pública”.
Entonces, cuando la pista albergue actividades de patinaje artístico, el grosor del hielo debe ser de 10 cm para evitar el rompimiento o fractura de las mangueras Ice Mat y Heat mat, pues quienes practican este tipo de patinaje suelen penetrar el hielo hasta 5 centímetros de profundidad durante las caídas. Por otro lado, cuando la pista de hielo albergue encuentros de Hockey o una sesión pública, se recomienda mantener un grosor de hielo de 7 a 8 centímetros, previendo las rupturas y reestructurándolo cada determinado tiempo, según la cantidad de personas que se encuentren patinando.
La temperatura de la pista de hielo depende de la carga térmica externa, es decir, la afluencia de personas dentro de la plaza en general; de la carga térmica ambiental, o sea, el clima de la ciudad, y de la cantidad de personas que se encuentren en la pista”, comenta el ingeniero López.
Para lograr mantener la refrigeración adecuada en Ice Station, se utilizan bombas, compresores y ventiladores eficientes, con lo que, además de cumplir con el objetivo principal, ahorran hasta un 40 por ciento de energía. Además, resultó indispensable el control del sistema que permitiera alternar el arranque y el paro de la unidad de refrigeración y el sistema de bombeo, y que enviara alarmas por falla de corriente, alta y baja presión del sistema, fallas de comunicación, entre otros factores.
Diseño
Durante la fase del diseño e instalación de la refrigeración, los componentes se seleccionaron pensando precisamente en el futuro a mediano y largo plazo de la pista de hielo, pues, según el ingeniero Carlos Hernández, “Muchas personas se basan en el costo inicial de un producto y no en su costo de operación y mantenimiento”.
El chiller empleado para las necesidades del sitio es de 140 TR, marca Trane. Además, se incluyeron bombas, válvulas multipropósito, difusores de succión, tanque separador de aire y un tanque de expansión, de Armstrong. Se seleccionaron variadores de frecuencia, mientras que el control del sistema, de Alerton, genera una alerta en caso de mal funcionamiento.
El mantenimiento preventivo para garantizar la impecable operación de la pista, “Consiste en revisar las condiciones del hielo tres veces por día. Estar monitoreando para ver la temperatura de la pista es muy importante, limpiar el área, cuidar que todo el equipo esté funcionando de manera adecuada. Dentro de este mantenimiento, entra también el que realizamos de manera mensual, que consiste en limpiar el chiller, condensadores, valeros, válvulas sobre demanda; medir los voltajes, la presión y el calentamiento o sobrecalentamiento de circuitos”, aclara López Rodríguez.
Además, se buscó reducir la carga de calor por convección al mantener el hielo a la temperatura más alta posible y la temperatura del aire lo más baja. Conservar una pista de hielo de la magnitud de Ice Station tiene un costo de 100 mil pesos mensuales, gasto que podría considerarse adecuado, pues el ahorro de energía, la calidad del hielo y de la refrigeración, en general, son sobresalientes, además de sostenibles.
Códigos y estándares aplicados en Ice Station
1. International Mechanical Code. Recomendaciones del material para las tuberías CPVC Ced 80
2. Hadbook of Chemistry, 10ª Ed. Indicaciones de propiedades físicas, químicas, ventajas y desventajas del etilenglicol, de acuerdo con sus porcentajes de aplicación y finalidad
3. ASHRAE Standar 62.1 (Ventilation for acceptable indoor air quality). Recomendaciones para lograr la calidad y cantidad de aire dentro de un lugar crítico
4. International Ice Hockey Federation. Bases para la temperatura del hielo, consideraciones para preparar el equipo durante un partido de hockey. Estrategias para operar una pista de hielo
Aspectos generales del sistema
- Planta de refrigeración eficiente (Ice Mat)
- Sistema de calefacción eficiente (Heat Mat)
- Calidad de aire interior
- Deshumidificación (cuando sea necesario)
- Control de emisiones sonoras (ruido en los equipos)
- Uso de refrigerantes amigables con el medioambiente
- Control del sistema
Elementos del sistema de Ice Station
Compresor. Mantiene la presión y la temperatura en el evaporador suficientemente bajas para que el refrigerante líquido pueda hervir a una temperatura inferior a la del medio circundante del evaporador, de modo que el calor sea absorbido.
Etilenglicol. Se utiliza al 30 por ciento, no es tóxico y tiene bajo costo en bombeo de alta eficiencia bajo las características de transferencia de calor; sencillo mantenimiento y seguridad para las personas. Alimenta al Ice Mat a una temperatura de -10 °F y regresa a -7.6 °C. De esta manera, se genera y mantiene el hielo.
Ice Mat. Tubería de plástico (CPVC) de media pulgada de diámetro, separadas 1.5 pulgadas de centros, el cual cubre la superficie de la pista. El sistema de bombeo del Ice Mat consta de tres bombas, dos en operación y una de respaldo, las cuales cuentan con variador de frecuencia para ahorrar energía.
Heat mat. Tubería de plástico (CPVC) de 5/16” de diámetro, separadas a 12” de centro. El sistema de bombeo del Heat Mat consta de dos bombas, una en funcionamiento y una de respaldo. Produce agua caliente para evitar el congelamiento excesivo de la pista de hielo, creando una barrera caliente y evitando la condensación de hielo debajo de la tubería Ice Mat.
Calentadores solares. Suministran el agua caliente por medio de energía solar para los diferentes servicios de la pista de hielo: cafetería, vestidores, limpieza de la superficie de la pista de hielo y Heat Mat.
Elementos considerados para la instalación
1. Evaluación del lugar. Si es en exterior o en interior, y el tipo de material (en caso de interiores) con que estaría “cubierta”. Si es de baja emisividad, convendría instalar ahí la pista de patinaje, pues éstos eliminan parte de la carga térmica de radiación.
2. Al instalar y poner en marcha la pista de hielo, es necesario elegir refrigerantes eficientes, lo que significa que su manejo sea sencillo y económico, además de sostenible.
3. Control de la temperatura y la humedad dentro y fuera de la pista, para evitar el calor sensible en el hielo, ya que, si empieza a derretirse, el gasto de energía será mayor e incrementará el costo de operación.
4. La luz también influye sobre una pista de hielo, por lo que es recomendable que esté integrada al sistema de control, así se podrán programar los eventos y la cantidad de luz adecuados según las horas del día
5. Colocar variadores de frecuencia en el bombeo para optimizar la operación a cargas parciales, así se evitarán los desniveles de energía utilizados, presiones altas y bajas, y el trabajo forzado del equipo de refrigeración en general.
6. Utilizar agua desmineralizada o con pocos minerales para que el hielo sea más resistente y puro.
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