Analisis Energetico Del Horno Crisol Basculante de La Iupb En Relacion a La Efciencia Termica, Para Fundición de Aluminio

EasyChair Preprint 15869

Abstract

Introducción

En este estudio se evaluó la eficiencia energética de un horno crisol mecánico-basculante alimentado con gas natural (GN) en la Institución Universitaria Pascual Bravo. Se utilizó una metodología integral que consideró variables como el consumo de combustible, carga del material a fundir, temperatura y composición de los gases de combustión, dimensiones y materiales del horno, entre otras. El objetivo fue determinar las pérdidas energéticas y calcular la eficiencia real del horno para proponer mejoras tecnológicas en su operación.

Metodología

Se utilizaron herramientas como una cámara térmica Flir® E4, un termopar tipo K conectado a un sistema de adquisición de datos con Arduino y LabVIEW, y un analizador de gases Kigaz 310 para medir la temperatura y composición de los gases. Los tiempos de muestreo fueron de 5 minutos, y para la temperatura del crisol, cada 0.5 segundos. Se estimó la energía útil para fundir 80 kg de aluminio y se calcularon las pérdidas energéticas utilizando ecuaciones específicas.

Resultados

La energía liberada por la combustión del GN fue de 986,923 kJ, con un 65% de pérdida por los gases de escape. El 15% de esta energía se aprovechó para fundir el aluminio, y el 20% se destinó al calentamiento de la masa del horno. El quemador operó a 7.15 kg/h de GN, con una potencia de 83.86 kW. Los índices de eficiencia y emisiones revelaron que el horno presenta desventajas en comparación con otros equipos del mercado.

Conclusiones

La energía útil se calculó teóricamente y experimentalmente, corrigiendo un 25% debido al ingreso progresivo del aluminio. Las pérdidas más significativas se deben a los gases de escape (65%). El horno consume 15.04 m³ de gas natural en 3.35 horas, con un costo operativo por prueba de 39,000 COP. Se identificaron áreas de mejora para optimizar la eficiencia energética y reducir costos operativos.

Keyphrases: Aluminium melting, Combustion, Energy, energy efficiency

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  author    = {Oscar M. Carmona Agudelo and Juan D. Ortega Mesa and Jorge I. Cortes Pérez and Andrés D. Morales Rojas},
  title     = {Energy Analysis of the Tilting Crucible Furnace at IUPB in Relation to Thermal Efficiency for Aluminium Melting},
  howpublished = {EasyChair Preprint 15869},
  year      = {EasyChair, 2025}}