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Boletín técnico de INDISA S.A.

Medellín, 22 de Junio de 2007 No. 48

      Las leyes de conservación y el manejo atento de los procesos    

Autor: Enrique Posada Restrepo

Director de Proyectos

INDISA S.A.

      

Este artículo explora las posibilidades de realizar un manejo creativo de los procesos, mediante la aplicación de las leyes de la conservación de la  termodinámica, para generar atención de alta calidad.

 

La atención es uno de los recursos más importantes que tenemos para administrar los procesos. Es una energía creativa que tiene el potencial para generar cambios positivos y significativos en los sistemas de producción.

 

1. La atención de alta calidad

La atención tiene tres estados fundamentales:

El estado reactivo, en el cual las personas responden a las situaciones, a los estímulos.

El estado inteligente, en el cual las personas examinan la situación y toman decisiones al respecto, con cierto grado de autonomía.

El estado creativo, en el cual las personas establecen nuevas realidades, con ayuda de la inteligencia creativa, más allá de las circunstancias y limitaciones impuestas por la situación.

Cuando la atención está funcionando en modo creativo, se facilita la generación de los cambios positivos y significativos que permiten el crecimiento y el progreso. Cuando la atención está funcionando en modo reactivo, se tiene la tendencia a caer en la repetición del pasado, a ser dominado por los eventos.

La termodinámica es una de las ciencias que más contribuye a dotar a los responsables de los procesos, con herramientas creativas. Esto se evidencia de forma clara con el descubrimiento de la primera ley, mediante el principio de Joule, que estableció la equivalencia entre el trabajo y el calor, permitiendo el desarrollo de las máquinas térmicas, aquellas que transforman la energía de los combustibles en trabajo mecánico. Con estas máquinas se dio origen a la transformación industrial y a la eventual generación de tiempo libre para las personas.

2. Los principios de conservación y el manejo de la atención.

La conservación de la masa es el primer principio que nos ayuda a liberar atención creativa. Es el principio de la contabilidad, el que nos da mucha seguridad sobre lo que estamos haciendo, el que nos permite descubrir si hacemos las cosas bien o si estamos desperdiciando los recursos materiales o generando residuos de forma irresponsable.

Mediante la realización de balances de masa, se lleva a cabo una contabilidad de los materiales que entran, salen, se acumulan, se generan y se destruyen en el curso de un intervalo de tiempo dado. Se aplica la siguiente expresión, para cada una de las especies que tienen que ver con los procesos:

Flujo de entradas de masa +Flujo de generaciones internas de masa =                        Flujos de salidas de masa + Flujo de consumos de masa internos + Acumulaciones de masa en el tiempo

El desconocimiento de los balances de masa tiene consecuencias prácticas, todas ellas generadoras de reactividad y agobio. El conocimiento, por el contrario, genera atención creativa, como se señala en el cuadro siguiente:

Desconocimiento de los balances

Conocimiento de los balances

Se producen pérdidas desconocidas y descontroladas de materiales, las cuales se reflejan en mayores costos de producción, en agotamiento de recursos, en generación de emisiones y de suciedad.

Al conocer las pérdidas de materiales, se pueden establecer controles y metas de ahorro y recuperación. Esto permite trabajar con costos menores y mayor productividad.

Se pueden generar situaciones inseguras por escapes y emisiones de sustancias desconocidas, que pueden ocasionar daños, accidentes y pérdidas súbitas de materiales y de tiempo.

Se advierten los riesgos, se cuantifican y se pueden controlar. Se da lugar a entrenamiento de las personas y ello permite mejor manejo del proceso.

Se está bajo el dominio del azar y de las fluctuaciones. Se carece de criterios de proceso para hacer cambios y ello genera dependencia de terceros y mayores gastos.

Se establecen posibles recirculaciones y aprovechamientos. Se hacen ensayos frecuentes que dan lugar a mejoras.

Algunos casos prácticos en los cuales se justifica ampliamente el contar con balances de masa son los siguientes:

Determinación de flujos de purgas en las calderas

Determinación de flujos de aditivos en las plantas de tratamiento de aguas.

Determinación de flujos de agua en procesos de secado.

Determinación de flujos de material que se pierde en procesos cerámicos y químicos.

Determinación de flujos de polvo en sistemas de control ambiental de polvo.

Determinación de flujos de combustible en procesos de combustión.

Determinación de flujos de agua, aire comprimido y vapor en redes de servicio.

Determinación de emisiones en procesos diversos

La conservación de la energía es un segundo principio que nos ayuda a liberar atención creativa. Es el principio de la transformación y de la generación del movimiento, movimiento que nos da espacios para pensar, para proyectar, para originar excedentes y prosperidad. El cuadro siguiente señala algunos aspectos estratégicos a tener en cuenta en ese manejo racional de la energía.

DEBILIDADES

- Tecnologías de baja eficiencia en el uso de la energía                                                - Falta de instrumentos y de controles en los procesos

AMENAZAS

- Agotamiento de los recursos energéticos en el plazo medio                                       - Guerras y conflictos                                   - Daños medio ambientales 

 

OPORTUNIDADES

- Aprovechamiento mejorado con la tecnología y la investigación                       - El espectro electromagnético                     - Flujos ampliados de información                - El espacio de las leyes naturales

FORTALEZAS

- Experiencia tecnológica y científica         - Comunidad internacional capaz de establecer convenios                                   - Sistemas de normatividad                         - Técnicas administrativas novedosas y evolutivas

Como resultado de una conciencia desarrollada, aparece la necesidad de la conservación. La conservación es la capacidad para mantener los patrimonios y los potenciales de los recursos en niveles que permitan su manejo sostenido y equilibrado. Implica altos niveles de conciencia individual y colectiva, un sentido ético en las acciones, una capacidad para seguir leyes y normas y mucha apreciación por las personas, por la naturaleza y por los recursos. Es administración respetuosa y prudente

La energía aparece bajo formas diferentes, siendo las más importantes el calor, el trabajo, la electricidad y la energía como propiedad (interna, cinética, potencial, fisicoquímica). Los procesos transforman la energía modelando la naturaleza, sometidos a las leyes de conservación de la energía y la masa. Al entrar y salir energía a un sistema, se presentan cambios de la energía de las masas involucradas. Además, la naturaleza impone límites que se deben conocer para dar uso correcto a este recurso.

Las disipaciones y la eficiencia son el tema de estudio de la segunda ley de la termodinámica y este es el tercer principio que nos ayuda a liberar atención creativa. La naturaleza impone límites de eficiencia, que no podrá ser igual al 100 % debido a la irreversibilidad. La irreversibilidad es el objeto de la segunda ley de la termodinámica y tiene que ver con la propiedad denominada entropía, que refleja el desorden interno de los materiales, muy asociado con la temperatura de los mismos. Para evitar la irreversibilidad, sería necesario que el trabajo se hiciera sin  fricción, que no ocurrieran  mezclas de sustancias diferentes, ni transformaciones radicales de las sustancias ni transmisión de calor a través de diferencias de temperatura finitas. Como esto es imposible, siempre habrá irreversibilidad, pérdida de eficiencia y disipación en los procesos. Pero estos efectos se pueden minimizar.

Algunas formas de aumentar las eficiencias son las siguientes: Trabajo en ciclos combinados; recirculaciones y recuperaciones de energía de desecho; utilización de aislantes térmicos para evitar pérdidas de calor a través de altas diferencias de temperatura, utilización de lubricantes de alta calidad; diseño correcto de los sistemas de lubricación para rebajar las fricciones; utilización de catalizadores para aminorar el efecto disipativo de la radicalidad de las transformaciones químicas; construir los equipos con elegancia, con mecanizados y ajustes de alta calidad, para lograr menos fricción y mayor simetría en los flujos.

3. Conclusión general

El uso práctico de las leyes de conservación es una excelente herramienta en el manejo de los procesos industriales, que puede contribuir a la economía, a la competitividad y al logro del desarrollo sostenible.

Si desea conocer algunos ejemplos específicos lo invitamos a consultar el artículo completo.


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