dt5 almacenes frigoríficos

Documento:2007_05_00

HOJA 1 DE 50EMITIDO Fernando Fernndez Arags

Carlos Garrido Garca

ALMACENES FRIGORFICOSMayo - 2007

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ALMACENES FRIGORFICOSCONSERVACIN DE ALIMENTOS EN FRO





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1. Introduccin

2. Caractersticas constructivasEstructuraCubiertaCerramientos

3. Paneles sandwichDefinicinVentajasTipos de panel

4. Funcionamiento de un almacn frigorfico

Refrigeracin por compresin mecnica de gasesTipos de conservacin frigorficaRefrigerantes: definicin y tipos. Criterios de seguridadRefrigeracin por enfriamiento indirecto

5. Instalaciones de proteccin contraincendio recomendadas hasta ahora

Sistema de rociadores secosSistema de rociadores hmedos con anticongelante





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6. PERMATECPrincipio de funcionamientoFuncionamiento del sistemaVentajas del sistema PERMATECCertificacinEjemplo de una instalacin de este tipoListado de referencias en el extranjeroListado de referencias en EspaaFotografas de una instalacin real de PERMATEC

7. Sistema de deteccin por aspiracin

8. Conclusiones





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IntroduccinLas exigencias alimenticias demandadas por la sociedad actual hacen que, cada vez con mayor frecuencia, se construyan ms y mayores centros logsticos y almacenes donde, adems del propio hecho de acumular

gran cantidad de alimentos, en este caso refrigerados o congelados, son capaces de distribuir con la mayor rapidez esta mercanca a los diversos puntos de consumo a los que sirven.

Estos edificios son, por muchas razones, puntos estratgicos donde queda almacenado un alto volumen de capital y, por tanto, los sistemas de proteccin contra incendios a instalar se deben disear, montar y mantener por empresas homologadas y profesionales que aseguren que dichos sistemas de proteccin sean eficaces.





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Las razones principales que conllevan a que estos almacenes sean edificios crticos a la hora de poderlos proteger contra un posible incendio son, en la mayora de los casos, por:

El tipo de material utilizado en su construccin. Su superficie total. Su altura mxima de almacenamiento. El material almacenado, y en que condiciones lo est. La posible prdida de clientes por no cumplir con los

compromisos adquiridos, y por consiguiente, de beneficioneto, en caso de siniestro grave.





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Caractersticas constructivasESTRUCTURA

Habitualmente son dos los tipos de estructura utilizados para la construccin de almacenes nuevos de estas caractersticas, y la eleccin de uno u otro material suele depender de la superficie total construida del edificio, de su altura, y del tipo de material almacenado.

Los tipos de estructura ms utilizados son:

Estructura metlica Estructura de hormign prefabricado

Las ventajas que ofrece la estructura metlica con respecto a la de hormign es que, en general, es msbarata, y en muchos casosms fcil de transportar ymontar. Al contrario, sumayor hndicap es supoca resistencia y/o estabilidad frente a un posible fuego de grandes dimensiones, ya que su capacidad portante se ve mermada muy rpidamente, pudiendo llevar al colapso total del edificio en un corto periodo de tiempo.





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CUBIERTA

Normalmente, en almacenes de nueva construccin, el material que ms habitualmente se utiliza como cubierta

exterior es la chapa metlica galvanizada. En caso de que no exista un falso techo que asle la zona atemperada inferior, normalmente lo que se coloca en la cubierta es un panel sandwich con diferentes tipos de ncleo

aislante, de mayor o menor grosor segn la temperatura del almacn.

CERRAMIENTOS

Con respecto a los cerramientos, tanto exteriores como interiores, y al falso techo que pueda existir, indicar que en lamayora de los casos el material utilizado es panel sandwich con ncleo interior de diversos materiales con un alto poderaislante -poliuretano, poliestireno expandido, poliestireno extruido, poliisocianurato, etc.-

Al igual que en el caso indicado en cubierta, dicho aislante suele tener un mayor grosor cuanto menor sea la temperatura de trabajo, y tambin depende de la capacidad aislante del propio material utilizado como ncleo del panel.





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Por tanto, y como conclusin, hay que destacar que el material constructivo predominante en este tipo de riesgos es el panel sandwich, de ncleo combustible en la mayora de los casos - por regla general, poliuretanos -, lo que se traduce en edificios con un riesgo significativamente alto de que, en caso de sufrir un conato de incendio que pueda alcanzar el ncleo del panel, ste se pueda propagar a gran velocidad, sufriendo el edificio un dao que se acercara, en la mayora de los casos, a la destruccin total del edificio, y por consiguiente, a sufrir unas prdidas cercanas al 100%.





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Paneles sandwichDEFINICION

Un panel sandwich es un material constructivo formado por tres capas; dos superficies rgidas externas, con un mdulo relativamente alto deelasticidad, separadas entres por un ncleo ligero y concaractersticas aislantes, conuna rigidez suficiente para soportar la mayora de los esfuerzos de corte

El material que suele conformar las capas metlicas externas es acero galvanizado prelacado o aluminio -adems de otros menos utilizados como pueden ser el cobre, madera, materias plsticas, etc.-, mientras que el mdulo central suele estar compuesto de materiales tales como el poliuretano (panel PUR), poliisocianurato (panel PIR), lana de roca, fibra de vidrio, diversos tipos de poliestireno (paneles PS), etc.

VENTAJAS

Las ventajas que han hecho que los paneles sandwich sean uno de los materiales ms utilizados actualmente en el sector de la construccin industrial son, en general, las siguientes:

Elevada capacidad portante. Aislamiento trmico excelente y duradero. Buena barrera al agua y al vapor. Excelente estanqueidad al aire.





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Sencillez de instalacin en condiciones adversas. Superficies exteriores capaces de ofrecer resistencia a los

agentes atmosfricos y a los ambientes agresivos. Posibilidad de levantar rpidamente estructuras sin los

complejos equipamientos de elevacin. Sencillez de reparacin y/o sustitucin en caso de dao. Economa en la produccin en masa de componentes de

calidad elevada y uniforme. Larga vida con bajos costes de mantenimiento. Resistencia al fuego de paneles con ncleo de lana mineral,

por ejemplo.

TIPOS DE PANEL

Segn el tipo de ncleo presente, el panel sandwich resultante va a disponer de unas u otras caractersticas y/o ventajas, que a continuacin vamos a intentar aclarar o plasmar:

Panel sandwich de poliuretano (panel PUR)

Sin duda el tipo de panel ms extendido y utilizado, pues prcticamente el 92% del panel fabricado lo es con este tipo de aislante.

El poliuretano es un polmero orgnico formado por la mezcla, bajo unas ciertas condiciones, de un monmero uretano (poliol)y un isocianato. La mezcla de

ambos componentes, junto con la de un agente de expansin y algn tipo de catalizador para ayudar a controlar la reaccin de espumacin, conforma una espuma de determinadas caractersticas trmicas y/o resilentes.





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En s el poliol es una mezcla estable de glicoles, agentes espumantes, iminas, agentes siliconados, catalizadores organometlicos, etc. El isocianato tiene un contenido de NCO que puede variar entre el 18-35%.

La mezcla de estos componentes produce una serie de reacciones qumicas que conducen a la produccin qumica de uretanos, poliuretanos, alofanatos, ureas modificadas, cianatos, prepolimeros, etc. -en total unas 17 reacciones qumicas simultneas-, en la que el paquete de catalizadores aadidos de manera externa hace que dichas reacciones tomen una direccin determinada.

La reactividad de la reaccin se puede observar en una simple inspeccin visual y est dividida en los siguientes tiempos, medidos en segundos:

Tiempo de cremado: formacin de monmeros y polmeros. Tiempo de hilo: estructuracin, formacin de redes

cristalinas. Tack free: Formacin de piel, finalizacin de la reaccin.

Esta mezcla genera una reaccin exotrmica que puede elevar la temperatura del material hasta los 70C, que hace que el propelente en disolucin en el poliol se convierta en un gaspor el calor intrnseco generado. Adems, parte del agua se convierte en dixido de carbono, lo que hace que se expanda la mezcla, formndose pequeas celdas despus del gelado o cremado.

En algunos pases es obligatorio el uso de componentes antiinflamables para determinadas aplicaciones y son clasificados bajo unas normas de seguridad. Las celdas se van formando a medida que se alcanza en tiempo de hilo, para finalizar en el tiempo de Tack free.





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Al terminar la reaccin qumica, la espuma de poliuretano contiene millones de celdas regulares que son las que al final le dan las buenas caractersticas de aislamiento trmico, resilente y acstico, a las que estamos acostumbrados.

Las caractersticas generales de la espuma de poliuretano son las siguientes:

- Densidad inyectada: 38 - 40 kg/m3- Resistencia a la compresin: 15 - 22 kg/cm2- Absorcin de agua: 17 - 23 p/V%- Conductibilidad trmica: 0018 - 0021 kcal/m.h.C- Valor k trmico:

Por tanto, y para finalizar, indicar que las ventajas que ofreceun panel sandwich de poliuretano son las siguientes:

Aislamiento trmico y acstico extraordinario. Coeficiente de conductividad trmico muy bajo. Resiste muy bien el paso del tiempo. Buena resistencia qumica. Imputrescible. Absorcin del agua prcticamente nula. Ligero de peso. Buena resistencia a la compresin. No absorbe olores. No permite la proliferacin de bacterias ni hongos.

W/m2 h C = 0,15W/m2 h C = 0,17 Kcal/m2 h C = 021Kcal/m2 h C = 015

Espesor80 mm.

Espesor120 mm.





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Por el contrario, las desventajas principales de este tipo de panel son:

- Caractersticas combustibles y de propagacin del fuegoapreciables y destacables, a pesar de ser considerado, en algunos casos, como material M1 -aunque habitualmenteestn definidos como M2 o M3-.

- En caso de incendio, el material genera gases cianhdricos,altamente peligrosos para la salud humana.

El panel sandwich de poliuretano es el panel ms utilizado, con mucha diferencia, para la construccin de almacenes o centros logsticos refrigerados, por sus buenas caractersticas, como ya se ha comentado, de capacidad aislante.

Panel sandwich de poliisocianurato (panel PIR)

La espuma de poliisocianurato (PIR) difiere de las espumas de poliuretano (PUR) slo en la relacin de mezclado de los componentes, es decir, del porcentaje de poliol y del isocianato. Esta relacin es de aproximadamente 100:150 en el caso del panel PIR, en comparacin con el 100:100 para el caso del panel PUR. Por lo tanto, hay ms isocianato en el panel PIR que en el panel PUR. Cuanto mayor es el porcentaje de isocianato, mejor es el comportamiento de la espuma generada frente al fuego.

Esta diferencia de composicin hace que el material final tenga propiedades diferentes por la diferente estructura qumica, incluso si el proceso de espumado y las propiedades mecnicas y fsicas son parecidas.





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As, las espumas del panel PIR se usan solamente por sus superiores caractersticas de estabilidad trmica y respuesta frente al fuego, ya que de esta manera puede obtenerse la certificacin M1 de resistencia frente al fuego.

Las caractersticas de la espuma de poliisocianurato son muy similares a las indicadas en el punto correspondiente al panel sandwich de poliuretano, a excepcin de su respuesta frente al fuego, que ya hemos demostrado que es mejor.

Este panel se esta utilizando, todava de manera incipiente, en la construccin de almacenes refrigerados, ya que el precio por m2 es mayor que en paneles del mismo grosor, por ejemplo, de poliuretano.

Como conclusin indicar que estos tipos de panel, siendo muy parecida su aplicacin al sector del almacenamiento refrigerado, mejoran las prestaciones frente al fuego que de manera general ofrecen los paneles sandwich de poliuretano, manteniendo los niveles de aislamiento y dems ventajas que tienen estos paneles.

La nica desventaja que al parecer existe es que el m2 de este tipo de panel es ms caro que la misma superficie de panel sandwich de poliuretano.

Panel sandwich de poliestireno (paneles PS)

El poliestireno es un polmero del estireno, mediante la deshidrogenacin del etileno procedente de la vaporizacin de la nafta resultante de la destilacin del petrleo.

En la polimerizacin del estireno se utiliza un agente expansionante que provoca la formacin de la conocida perla de 04 a 2 mm. de dimetro.





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Partiendo de la perla de poliestireno y dependiendo del proceso de trabajo a que se la someta, encontraremos en el mercado dos tipos de aislamiento, expandido o extruido, con caractersticas especficas.

Poliestireno expandido: el agente expansor de la perla tiene la propiedad de que en contacto con vapor de agua, en ambiente abierto, provoca un aumento de volumen de unas 50 veces la estructura celular, aprisionando aire en reposo en su interior.

La perla pre-expandida se introduce en un recinto cerrado con un determinado nmero de ellas y sin aire, se inyecta vapor de agua por su carcter termoplstico y se unen entre s al aumentar el volumen las mismas, dejando espacios interperlas que contienen aire en reposo.

El final del proceso es la produccin de un bloque de poliestireno que pasado por unas redes de alambres calientes se consiguen las conocidas placas EPS.

Con respecto a su comportamiento frente al fuego, indicar que las materias primas del poliestireno expandido son polmeros o copolmeros de estireno que contienen una mezcla de hidrocarburos de bajo punto de ebullicin como agente de expansin. Todos ellos, por tanto, son materiales combustibles.

Al ser expuestos a temperaturas superiores a 100C, los productos de EPS empiezan a reblandecerse lentamente y se contraen; si aumenta la temperatura se funden. Si continua expuesto al calor durante un cierto tiempo el material fundido emite productos de descomposicin gaseosos inflamables.

Coeficiente de conductividad trmica Difusin al vapor





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En ausencia de un foco de ignicin los productos de descomposicin trmica no se inflaman hasta alcanzar temperaturas del orden de los 400 - 500 C.

El desarrollo y la amplitud del incendio depende, adems de la intensidad y duracin del mismo, de las propiedades especficas de las materias primas utilizadas en la fabricacin de este poliestireno: estndar (M4) o autoextingible (M1).

Al incorporarse en el proceso de fabricacin del poliestireno elementos ignfugos, las placas conseguidas de EPS se clasifican como M1, y se identifican las mismas mediante una lnea roja.

En su ignicin este material no propagara llama, sera autoextinguible, no desarrollara el fuego, ni producira gotas inflamadas y las emisiones de gases seran inocuas para la vida humana (CO2 y vapor de agua); justo lo contrario que las placas habituales de EPS, que son grandes propagadores de llama, as como generadoras de humos venenosos y gotas inflamables.

Poliestireno extruido: si la perla de poliestireno se somete a un proceso qumico mediante la introduccin de la misma en un extrusor, el cual convierte al poliestireno en una masa espumosa por accin de un agente de espumacin, se consigue lo que se conoce como espuma rgida de poliestireno extruido.

Este proceso de extrusin, genera una masa de pequeas clulas homogneas cerradas que son las responsables de la resistencia a la humedad, resistencia mecnica y a la compresin prcticamente indefinida, todo ello aderezado con unas excelentes propiedades aislantes.





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Las caractersticas de este material son:

La diferencia entre las placas de poliestireno XPS con las de EPS se denota en su estructura interna, es decir, las placas EPS estn formadas por pequeas esferas pesadas y soldadas superficialmente entre s, dejando unos espacios vacos intercomunicados por los que el agua puede penetrar y circular. En las placas XPS, por el contrario y como consecuencia de su estado de espuma rgida, no existen estos espacios vacos, a lo sumo alvolos lgicos por ser una espuma, que son totalmente independientes e incomunicados, en los cuales no puede penetrar el agua, sino slo mojar la superficie del material.

Por tanto, las aplicaciones del poliestireno extruido son prcticamente las mismas que las de la versin expandida, pero teniendo en cuenta los mejores valores de conductividad trmica, difusin al vapor, absorcin del agua y resistencia al fuego.

Diferencias entre EPS y XPS





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Panel sandwich de lana de vidrio

Las fibras de vidrio se producen a partir de una amplia gama de materiales. Son silicatos amorfos obtenidos de vidrios, rocas naturales y otros minerales, aunque normalmente se utilizan los que tienen base de boro silicato.

Este material se fabrica con tcnicas que consumen mucha energa y que consisten en el vertido del material fundido sobre discos giratorios o sobre series de ruedas rotativas. Con estos mtodos se obtienen fibras de un intervalo de dimetros bastante amplio.

El proceso de fabricacin de la lana de vidrio ms difundido es el mtodo giratorio, efectuado en el interior de un tambor hueco o rotor montado con el eje de giro en vertical. En la pared

vertical del rotor se practican miles de orificios uniformemente distribuidos; se deja caer vidrio fundido, en rgimen controlado, en el centro del rotor, desde donde un distribuidor adecuado lo lleva al interior de la pared vertical perforada. Desde esta posicin, la fuerza centrfuga empuja al vidrio radialmente hacia el exterior en forma de filamentos de vidrio individuales que salen por las perforaciones.

De camino a la superficie de recogida, las fibras se pulverizan con una sustancia adhesiva apropiada antes de distribuirlas uniformemente sobre ella.





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Gracias a la naturaleza inorgnica de la lana de vidrio, sta resulta de carcter incombustible y mantiene unas buenas propiedades trmicas y acsticas incluso a elevadas temperaturas. Su comportamiento frente al fuego es el de un material M1 o M0 (dependiendo de la sustancia adhesiva utilizada), es decir, no inflamable, y de mnimo poder calorfico.

Su conductividad trmica, vara, de manera general, entre 0032 y 0045 W/(mc) -a 10C-.

Otras destacadas propiedades son las siguientes: es un material ligero, es inatacable por los agentes exteriores, y tiene buenas cualidades acsticas.

Panel sandwich de lana de roca

En este caso, a diferencia del material anteriormente detallado, se elabora a partir de rocas diabsicas (rocas baslticas).

La lana de roca se obtiene fibrando por centrifugacin el material, controlando en el proceso los contenidos de slice y de xidos metlicos. As, el chorro de fusin del caldo choca con el borde exterior de un rotor metlico, producindose el estirado mecnico y la aparicin de fibras que tienen un dimetro medio de 4 m.





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Las fibras generadas, una vez impregnadas con un encolado compuesto de aceite mineral y una resina, caen sobre un tapiz metlico en movimiento para despus pasar por una estufa en la que un circuito de aire caliente asegura la polimerizacin del encolado.

Este material generado es completamente incombustible (M0).Adems, tiene un buen aislamiento trmico y acstico, y su durabilidad en el tiempo es irreprochable.

No es un panel recomendable, al igual que el de lana de vidrio, para la construccin de almacenes refrigerados, ya que en los huecos presentes en los aislamiento de ambos paneles se puede condensar agua si el sellado de las juntas no es especial, permitiendo la aparicin de puente trmico y por consiguiente un menor aislamiento y prdidas de fro a travs del panel.

Por otra parte, al igual que la lana de vidrio, tampoco se recomienda su instalacin en almacenes frigorficos porque debido a dichas condensaciones, en el caso, como ya hemos indicado, de que las juntas no sean especiales, podran proliferar poblaciones de diversos tipos de bacterias y hongos que podran llegar a afectar a los alimentos almacenados. Slo utilizando juntas especiales entre paneles podra utilizarse este tipo de material.





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Funcionamiento de un almacn frigorfico

INSTALACIONES DE REFRIGERACIN POR COMPRESIN MECNICA DE GASES:

Este sistema es el que ms se utiliza para enfriar este tipo de edificios, y se basa en tres principios fundamentales:

Todo liquido, para pasar a estado gaseoso, necesita consumir calor que roba del entorno que le rodea. Este calorse denomina calor latente de vaporizacin y se define como el calor necesario para cambiar un kilogramo de liquido queest a su temperatura de ebullicin a vapor. Se expresa enKcal o KJ por unidad de masa (Kcal/kg, KJ/kg).

La temperatura a la que se evapora o hierve un liquidodepende de la presin que se ejerce sobre dicho liquido.

Todo vapor puede volver a condensarse convirtindose enliquido si se comprime y enfra debidamente.

En el sistema de produccin de fro por compresin mecnica, para enfriar un producto o un local, se hace evaporar un determinado liquido refrigerante en un aparato adecuado con el fin de que el calor latente necesario para la evaporacin se extraiga de ese local o producto que se desee enfriar.





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Adems, variando la presin sobre el liquido que se evapora y produce el fro, se modificar la temperatura de ebullicin y por consiguiente se podr regular la temperatura del local o producto a enfriar. Por otro lado, se recoge el vapor formado durante la ebullicin del liquido refrigerante, se comprime en un compresor adecuado, reduciendo de esta manera su volumen y por tanto aumentando su presin, y se enfra en un condensador donde se convierte de nuevo en liquido, que puede evaporarse otra vez y producir mas fro.

Los componentes principales de un sistema frigorfico por compresin mecnica son el evaporador, el compresor, el condensador, y la vlvula de expansin o de regulacin.

A medida que el refrigerante circula a travs de estos componentes pasa por un nmero de cambios de estado, volviendo siempre a su estado inicial.

En estos tipos de circuitos, el

refrigerante opera a dos presiones perfectamente diferenciadas, que son las que corresponden a la evaporacin y a la condensacin; por ello, en una instalacin frigorfica de este tipo se habla de zona de alta presin y zona de baja presin.

La descripcin del ciclo a seguir es la siguiente; en el deposito, el refrigerante se encuentra en estado lquido a una cierta presin, y su paso al evaporador se controla mediante una vlvula automtica denominada de expansin o de regulacin.





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Dicha vlvula produce una estrangulacin brusca de la seccin por la que circula el fluido, lo que hace que la presin descienda a la entrada del evaporador. Esta bajada de presin en el evaporador hace que el refrigerante hierva y se evapore, absorbiendo el calor latente de vaporizacin del medio. El refrigerante en forma de gas es extrado del evaporador por el compresor, que lo comprime aumentando con ello su presin y temperatura, de forma que la temperatura a la que ahora condensa es superior a la temperatura que existe en el condensador.

Mediante la accin de un fluido exterior (aire o agua) se extrae el calor del gas refrigerante; por lo que ste se enfra, y se condensa para volver al estado lquido. A partir de aqu es impulsado de nuevo hacia la vlvula de expansin, comenzando otra vez el ciclo.

TIPOS DE CONSERVACION FRIGORIFICA

Segn la utilidad del fro que se de, tendremos dos tipos de conservacin frigorfica:

Refrigeracin de los alimentos: la temperatura del productose mantiene entre -1 y 8C y prolonga unos das o unas semanas la vida til de los alimentos.

Congelacin de los alimentos: la temperatura del productose reduce por debajo de su punto de congelacin con lo queuna proporcin elevada del agua que contiene cambia deestado, formando cristales de hielo. Prolonga durantesemanas e incluso meses la vida til de los alimentos.

Si lo que tenemos en cuenta es la velocidad a la que tiene lugar la formacin de estos cristales de los que hablbamos en el punto anterior, podemos decir que existen otros dos tipos de conservacin frigorfica:





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Congelacin lenta: se lleva a cabo a temperaturas del ordende -15 a -25C y en la que el proceso de formacin de cristales de hielo dura varias horas.

Congelacin rpida o ultracongelacin: se lleva a cabo atemperaturas del orden de -35C, y en el que el proceso detransformacin del agua en cristales de hielo dura unosminutos (como mximo 2 horas). Este tipo de congelacinconserva mucho mejor la estructura original del producto yaque los cristales de hielo formados son mucho mspequeos y no lesionan las clulas de los tejidos de losalimentos. Es la congelacin que se lleva a cabo,habitualmente, en los tneles de congelacin de muchosprocesos productivos.

REFRIGERANTES: DEFINICION Y TIPOS. CRITERIOS DE SEGURIDAD

Un refrigerante es cualquier fluido que acta como agente de enfriamiento, absorbiendo calor de un foco caliente al evaporarse.

El refrigerante en una instalacin frigorfica debe tener las siguientes caractersticas:

Calor latente de evaporacin alto. Presin de evaporacin superior a la atmosfrica. Punto de ebullicin lo suficientemente bajo para que sea

inferior a la temperatura de trabajo del evaporador. Temperaturas y presin de condensacin bajas Inercia qumica. Ha de ser inmiscible o totalmente miscible con el aceite del

compresor. Debe de ser qumicamente estable. Ha de ser soluble en agua. No debe ser txico para el hombre. Debe tener un impacto ambiental bajo o nulo. Debe ser fcilmente detectable por el olfato. Debe ser barato.





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A continuacin vamos a repasar someramente la historia de este tipo de productos, y los tipos de refrigerantes que podemos encontrar actualmente en el mercado:

Los primeros refrigerantes fueron el amoniaco (NH3), el dixido de carbono (CO2) y el dixido de azufre (SO2). Estos refrigerantes presentaban grandes problemas de toxicidad, explosin y/o corrosin en las instalaciones donde estaban presentes, de modo que su utilizacin estaba restringida a usos industriales. Con excepcin del amoniaco todos estos refrigerantes han dejado de usarse siendo reemplazados por otros denominados freones que aparecen en el mercado a partir del ao 1928 y no presentan los inconvenientes de los primeros.

El amoniaco, an presente hoy y con excelentes resultados, se sigue empleando en instalaciones de gran tamao debido a que es el refrigerante conocido que tienen el efecto frigorfico ms alto. Es uno de los refrigerantesms baratos y fciles de conseguir y tiene gran estabilidad qumica. Es inmiscible con el aceite, por lo que debe usarse un separador de aceite en la tubera de descarga del compresor hacia el condensador.

Como inconveniente principal es que es txico, algo inflamable y puede llegar a ser explosivo en grandes concentraciones; sin embargo puede ser detectado fcilmente por el olor por lo que estos inconvenientes tienen poca importancia en industrias con alto nivel de control.

Por otro lado, los freones son un grupo de refrigerantes derivados de hidrocarburos de bajo peso molecular, fundamentalmente derivados del metano y el etano, en los que alguno o todos sus





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tomos de H se han sustituidos por halgenos, normalmente flor, cloro y bromo.

En funcin de su composicin estos refrigerantes pueden clasificarse en tres grupos:

1. CFC (clorofluorocarbonados): son hidrocarburos totalmente halogenados, es decir, todos sus hidrgenos estn sustituidos por cloro y flor. Se caracterizan por ser gases muy estables que persisten en la atmsfera muchos aos y por tanto pueden llegar a la estratosfera donde destruyen la capa de ozono. Por este motivo dejaron de fabricarse y usarse a partir de 1995 segn lo acordado en el Protocolo de Montreal. Ejemplos: el R-12 o diclorodifluormetano, y el R-11 o triclorofluormetano.

2. HCFC (hidroclorofluorocarbonados): son hidrocarburos halogenados que contienen un tomo de hidrogeno en su molcula, lo cual les permite oxidarse con mayor rapidez en la parte baja de la atmsfera, siendo su poder de destruccin de la capa de ozono menor. Son sustitutos a medio plazo de los CFC. Su uso y produccin tendr que estar reducido al 100 % en enero del 2030. Ejemplos: El R-22 o clorodifluormetano ODP= 0,05.

3. HFC (hidrofluorocarbonados): son derivados halogenados que no contienen cloro en su molcula, lo que le permite oxidarse con gran rapidez en capas bajas de la atmsfera, siendo su ODP= 0. Como ejemplos tenemos el R-152 o difluormetano.

Por ltimo, slo indicar que el reglamento de seguridad de plantas e instalaciones frigorficas divide los fluidos en tres categoras, segn ciertos criterios de seguridad, y recomienda el uso de aquellos que sean menos txicos y menos inflamables.





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Estas categoras son:

Refrigerantes de alta seguridad: se incluyen todos losrefrigerantes halogenados ms utilizados actualmente.

Refrigerantes de media seguridad: como el amoniaco y otrosresiduos en desuso como son el SO2 y el CH3Cl.

Refrigerantes de baja seguridad: son los hidrocarburosgaseosos como el propano, butano y etileno, no utilizadoshabitualmente.

INSTALACIONES DE REFRIGERACIN POR ENFRIAMIENTO INDIRECTO

En ocasiones el enfriamiento no se obtiene por el contacto directo del evaporador con el espacio a enfriar, sino de forma indirecta, a travs de la circulacin de un liquido que ha sidopreviamente enfriada por el evaporador y despus es bombeada a travs de tuberas adecuadas hacia el recinto o producto a refrigerar.

Este sistema de enfriamiento se denomina enfriamiento indirecto, y el lquido bombeado para refrigerar el producto, y que una vez esta caliente se recircula para volver a enfriarse en el enfriador del lquido, se denomina refrigerante secundario.

Este sistema de refrigeracin indirecto se emplea cuando hay que enfriar varias cmaras o distintos servicios, como por ejemplo la refrigeracin de depsitos de fermentacin, etc. Tambin se emplea cuando la distancia que tiene que recorrer el refrigerante primario es grande, ya que las tuberas largas produciran perdidas de eficiencia frigorfica del sistema y el aumento de las fugas del refrigerante; y por ltimo, en aplicaciones de fro donde no se pueden permitir contaminaciones del producto o del recinto a enfriar por posibles fugas del refrigerante.





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Como refrigerante secundario se puede utilizar:

Agua en aplicaciones donde la temperatura deba mantenersepor encima de 0C.

Salmuera de NaCl y CaCl2: Las de CaCl2 se utilizan paratemperaturas inferiores a -18C en una concentracin de estasal en agua de 30% en peso. La de NaCl se utiliza para -30Cen una concentracin del 23% en peso.

Soluciones con distintas concentraciones de anticongelante:Los anticongelantes ms utilizados son de la familia de losglicoles: propilenglicol y etilenglicol. Otros materialesutilizados son tambin el metanol y la glicerina.





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Instalaciones de proteccin contra incendios recomendadas hasta ahoraHasta nuestros das, han sido varias las medidas e instalaciones de proteccin recomendadas para proteger este tipo de riesgos.

De esta manera, si se tiene en cuenta el cumplimiento del RD-2267/2005 -Reglamento de Proteccin Contra Incendios en los Establecimientos Industriales-, en la mayora de los casos (se podra decir que en un 98%) es necesario proteger estos almacenes mediante sistemas de rociadores.

Los sistemas de rociadores recomendados hasta ahora, teniendo en cuenta las caractersticas tan especiales de estos almacenes (trabajan a baja temperatura, suelen tener gran superficie, pueden llegar a tener una gran altura, etc.), son:

SISTEMA DE ROCIADORES SECOS

Este sistema es bsicamente igual que un sistema de tubera hmeda, con la diferencia de que en el caso del sistema de tubera seca la presurizacin necesaria para que el sistema se mantenga estable se consigue mediante aire comprimido, aguas abajo de la vlvula de alarma, y con agua, aguas arriba de la vlvula de alarma.

Se deber, por tanto, instalar un suministro permanente de aire para mantener la presin en la red de tuberas.

Obviamente la presin de la instalacin deber estar siempre dentro de la gama de presiones recomendada por el fabricante de la vlvula de alarma.





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La filosofa del sistema es la siguiente:

1. Para que el sistema se encuentre en reposo, Pi > P0.2. El sistema se encuentra presurizado con aire.3. El presostato se activa con el paso del agua a travs de la vlvula, y nos da seal elctrica para indicar que el sistema ha actuado.4. Cuando el sistema acta, es debido a que Pi < P0, ya que la actuacin de un rociador ha producido una depresin en el sistema.

Presostato

A AlarmaHidrulica

VlvulaAbierta

A sistema deRociadores (Pi)

Vlvula Retencin

VlvulaCerrada

(Vlvula de Prueba) Aire

Acometida Red PCI Vlvula de Seguridad(Po)





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Cuando un rociador (1) se activa, la prdida de presin en el sistema permite la apertura de la clapeta (2) de la vlvula, llenando el sistema con agua.

En sistemas grandes se puede incorporar un acelerador (3) para aumentar la velocidad de apertura de la vlvula. Un dispositivo integral anti-inundacin evita los problemas de paso de agua al acelerador.

El flujo de agua desde la cmara intermedia de la vlvula activa un presostato (4) que

hace sonar la alarma elctrica, o bien activa una alarma hidrodinmica, o bien activa ambas alarmas de manera simultnea.

Suministroneumtico

1

34

2

Vlvula

Compresor

Acelerador

Vlvula





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SISTEMA DE ROCIADORES CON ANTICONGELANTE

Son instalaciones de tubera hmeda, donde el agua que existe de manera continua en las tuberas esta mezclada, en cierto porcentaje, y siempre segn el producto utilizado, con una solucin anticongelante.

De esta manera se intenta suprimir el retardo en la descarga de agua que sufren los sistemas de rociadores secos.

Las limitaciones ms importantes que existen con estos sistemas es que, segn la normativa actual vigente (UNE-EN 12845), los sistemas de rociadores con anticongelante no pueden superar el nmero de 100 cabezas rociadoras por puesto de control, con lo que slo podran proteger superficies relativamente pequeas, y que dicho porcentaje de anticongelante debe ser revisado cada 3 meses por el equipo o la empresa correspondiente de mantenimiento.





EXTERIOR

Hay bastante diversidad de anticongelantes, como son el propilenglicol, el CaCl2, glicerina, otros glicoles, etc.

Por ltimo, tan slo aadir como resumen que ambos sistemas de proteccin tienen serios inconvenientes, ya sea por el peligro de congelacin del agua en las tuberas cuando se activa el sistema, o ya sea por la limitada superficie que puede proteger.

OTROS SISTEMAS DE PROTECCINExisten otros sistemas de proteccin, ms sofisticados que los anteriores, desarrollados por otras empresas del sector.

Podemos, por ejemplo, destacar el sistema ESFR-COLD, que como su propio nombre indica, esta formado por rociadores ESFR colocados a nivel de techo.





EXTERIOR

En este caso las tuberas estn llenas de una mezcla de agua y anticongelante presurizada. Dicha presin se consigue mediante un sistema con bomba que mantiene y controla la presin deseada.

Este sistema esta desarrollado por la empresa Viking.





EXTERIOR

PERMATECPRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El sistema de inertizacin Permatec es un nuevo sistema, desarrollado por la empresa MINIMAX, casa matriz de PEFIPRESA, esta ESPECIALMENTE DESTINADO a proteger este tipo de edificios, es decir, edificios refrigerados, as como el material almacenado en su interior.

Existen dos principios fundamentales en los que basarse para explicar el funcionamiento de este sistema:

1. A partir de un determinado valor de oxgeno no puedeexistir la combustin.

2. Se puede aplicar a todos los materiales cuya combustibilidad es reducida por una reduccin de la concentracin de oxgeno en el aire del recinto donde estn almacenados.

Por tanto, el principio fundamental de este sistema que nos ocupa es el de eliminar el oxgeno del aire contenido en el interior del almacn, hasta conseguir llegar a un determinado

Combustible

Ignition

sourceOxyg

en

No hay combustin sin oxgeno





EXTERIOR

valor en el que la ausencia de ese oxgeno no permita que se pueda iniciar un incendio, y si ste se inicia, que no pueda propagarse.

Es importante aadir que este sistema debe complementarse con un sistema de deteccin automtica por aspiracin, con el fin de detectar un posible incendio incipiente.

Una vez activada la alarma del sistema de aspiracin, se tomaran las medidas de extincin y/o control manuales oportunas.

20,9% O2

78% N2

Atmsferanormal

13,9% O2

85% N2

Atmsferano combustible

Aadir N2

Disminucin de combustibilidad





EXTERIOR

FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA

Este sistema se debe utilizar en reas a proteger cerradas, como este tipo de almacenes que nos ocupan, pues para ir disminuyendo el nivel de oxgeno contenido en el aire se inyecta de manera controlada nitrgeno. Es este aadido de nitrgeno, como hemos indicado anteriormente, el que crea la atmsfera requerida para la no iniciacin o posterior no propagacin del incendio.

El nitrgeno es extrado de la propia atmsfera, mediante la actuacin de un compresor, que funciona a 10 bar, y que inyecta el aire atmosfrico y lo conduce a travs de una serie de filtros dentro del mismo sistema de membrana.

La membrana divide el aire en dos lneas de gas, una enriquecida con

nitrgeno y otra enriquecida con oxgeno.

Un vez el nitrgeno se ha ajustado a la pureza requerida (95-99%), y un analizador ha chequeado el flujo de este gas, se inyecta en el rea a proteger, en este caso el almacn, hasta que se alcance en el interior de dicho recinto el rango requerido para su correcta proteccin, que depende del tipo de material almacenado en el recinto.





EXTERIOR

Los rangos de actuacin del sistema se aproximan al 15% de concentracin de Oxgeno, aunque, como ya se ha comentado, en funcin del contenido del rea cerrada a proteger, se trabaja con concentraciones de oxgeno diferentes.

Los umbrales mnimos de concentracin de oxgeno siempre se encuentran por encima del umbral en el que se podra producir dao a las personas, tal y como se puede observar en la vieta siguiente.

Altitudabsoluta Dao potencial

a las personasRiesgo

de fuego

Contenidode oxgeno

21 Vol.-%0 m

1,500 m

3,000 m

4,500 m

6,000 m

7,500 m

15 Vol.-%

12 Vol.-%

8 Vol.-%

10 Vol.-%

Peligro a la vida

Dificultad

Excluido

Sustancialmentereducido

No peligroso





EXTERIOR

Tal y como se observa en el grfico, las personas pueden entrar en estas zonas protegidas, pues la atmsfera interior es similar a la que existira si nos encontrsemos a unos 3.000 m. de altitud.

Una vez el sistema ya esta en funcionamiento, y ha conseguido alcanzar el nivel de oxgeno necesario para la correcta proteccin del riesgo, el sistema se sita en posicin de reposo.

El sistema arrancar de manera automtica gracias a los sensores colocados en el interior del almacn, que miden dichos niveles de concentracin, y obviamente actan

de manera que al detectar una subida de dicha concentracin de oxgeno ordenan la puesta en marcha del compresor con el fin de que inyecte, de forma controlada, el nitrgeno

necesario para conseguir alcanzar de nuevo la atmsfera requerida.

De esta manera el sistema consigue mantener la atmsfera ideal de proteccin a lo largo del tiempo.

Deep-freeze store

10,0011,0012,0013,0014,0015,0016,0017,0018,0019,0020,0021,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150Time [h]

Re

sid

ua

l ox

ygen

Vo

l. [%

]

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

Nitr

oge

n Vo

l. [%

]





EXTERIOR

VENTAJAS DEL SISTEMA PERMATEC con respecto a otros sistema de proteccin contra incendios para almacenes y

centros logsticos refrigerados

Concepto econmico y ahorrador de espacio.Es un sistema contra incendios que ocupa mucho menos espacioque los ms utilizados hasta ahora, y que acarrea un menorcoste.

No se requieren mallas de tuberas y/o boquillas.El suministrio de nitrgeno de la sala se realiza de formacentralizada desde un punto a travs de una abertura.

No se requiere descarga de presin. Sin problemas sanitarios por agentes extintores.

Luego es ideal en este tipo de riesgo de almacenamiento de alimentos.

Adems, este sistema proporciona proteccin al material que se almacena sin impactos negativos, tales como:

Cambios bruscos de temperatura. Cortocircuitos. Residuos de gas extintor. Costes despus del incendio.

Supervisin del aire Tubera de producto Fuente de aire comprimido

existente o compresor Instalacin de separacin de aire Supervisin de oxgeno residual y

sistema de control

Esquema de una instalacin de Permatec





EXTERIOR

CERTIFICACION

Certificado VdS para el sistema PERMATEC

Norma de diseo VdS sobresistemas de inertizacin

permanente





EXTERIOR

EJEMPLO DE UNA INSTALACION DE ESTE TIPO

A continuacin se incluye un ejemplo de las caractersticas que podra tener un sistema PERMATEC en un almacn frigorfico

Datos:

Volumen protegido: 24750 mEntrada de aire fresco: 500 m/hMateriales almacenados: comida ultracongelada y empaquetadaRango de control: 15,2 Vol.-% 14,8 Vol.-% oxgeno residual

Sistema de membrana abierta para la produccin de nitrgeno: Capacidad: 320 m/hyjPureza: 95 %Demanda de aire comprimido: 638 m/hDimensiones (LAH): 2400 x 1400 x 1900 mmPeso: 880 kg

Compresor: Potencia: 90 kWVelocidad: 3000 U/minDimensiones (LAH): 2150 / 980 / 2000 mmPeso: 1625 kgTanque de presin: 2000 litros





EXTERIOR

LISTADO DE REFERENCIAS EN EL EXTRANJERO

Volumen: 1900 m3Nivel de Oxgeno: 15 %N2 caudal: 90 m3/h

20013 CPDsTelecomunicacionesI.T.E.N.O.S. GmbH


20014 CPDsTelecomunicacionesI.T.E.N.O.S. GmbH


2002Data security roomMetal e ingeniera industrialAugust Rggeberg GmbH


2002CPDMetal e ingeniera industrialA. Wrth GmbH


2004Sala de ServidoresSuministro energticoStadtwerke Herne AG


2003CPDCrditos y segurosSparkasse Friedberg


2003Sala de ControlMetal e ingeniera industrialStihl


20031 CPDTelecomunicacionesI.T.E.N.O.S. GmbH


2002CPDsCrditos y segurosKreissparkasseHildesheim

Volumen: 60 m3Nivel de Oxgeno: 14,8 15,2 %N2 caudal: 6,0 m3/h

2001Sala de servidoresComercialLehmkuhl

Volumen: 40832 m3Nivel de Oxgeno: 12-12,5 %N2 caudal: 215 m3/h

2001Almacn refrigeradoIndustria de Alimentacin y Tabaco

HallertalerHopfenveredelung

Volumen: 125 m3Nivel de Oxgeno: 14,8 15,2 %N2 caudal: 23 m3/h

2001Sala de servidoresAdministracin pblicaTLG TreuhandLiegenschaftenMbH

Volumen: 534 + 303 m3Nivel de Oxgeno: 14,8 15,2 %N2 caudal: 92 m3/h

20012 CPDsAdministracin pblicaBfA

Volumen: 24750 m3Nivel de Oxgeno: 13-15 %N2 caudal: 320 m3/h

2000Almacn refrigeradoIndustria de Alimentacin yTabaco

Papalina

Volumen: 450 m3Nivel de Oxgeno: 12-12,5 %N2 caudal: 72 m3/h

2000Sala de datos de seguiridad y CPD

Crditos y segurosBHF-Bank

Datos del sistemaAoAlcance de la proteccin

Sector empresarialCliente





EXTERIOR

LISTADO DE REFERENCIAS EN ESPAA

Volumen: 79000m3Nivel de Oxgeno: 15%N2 caudal: 420m3/h

2007Pescado congeladoAlmentacin.DELFIN


2007Masa de pan congeladaAlmentacin.DELAFRIO


2007Masa de pan congeladaAlimentacin. BERLYS

Datos del sistemaAoAlcance de la proteccinSector empresarialCliente





EXTERIOR

FOTOGRAFAS DE UNA INSTALACIN REAL DE PERMATEC

CompresoresVista general de la instalacin

Entrada al depsito

Depsito

Drenaje del depsito

Depsito

Salida de los compresores





EXTERIOR

Filtro PD Membrana

Salida de O2

Separador

Drenajes Entrada del N2 en el almacn





EXTERIOR

Sistema de deteccin por aspiracin

Como ya se ha comentado anteriormente, y segn se indica en la norma VdS, los sistemas de inertizacin deben complementarse con un sistema de aspiracin con el fin de detectar un posible incendio incipiente.

En este captulo simplemente vamos a indicar caractersticas generales de este sistema de deteccin, ya que es de sobra conocido por todos nosotros.

Como decamos, el sistema clsico de deteccin por aspiracin consta, de manera somera, de una unidad de deteccin lser de alta sensibilidad, un ventilador y unos tubos de muestreo. Es a esta cmara de alta densidad donde es conducido el aire aspirado desde los diversos puntos de muestreo (orificios) situados en los tubos dispuestos a diferentes niveles en las estanteras.

La unidad de deteccin consta de un tubo rgido con un espejo especial en su interior y un fotoreceptor en el lado opuesto al espejo. Dicho espejo tiene un pequeo orificio a travs del cual se

dirige un potente haz de luz lser. Las partculas de humo son aspiradas y conducidas hasta la abertura del espejo, pasando por tanto a travs del haz de lser. Esta interconexin entre el haz de lser y las partculas de humo produce una dispersin de la luz que es detectada por el fotoreceptor colocado en el lado opuesto al espejo. En ese momento el sistema activa la alarma.





EXTERIOR

Los parmetros de la instalacin dependern de:

La longitud total de la tubera. El dimetro de la tubera y de los orificios. La distancia entre los orificios. Que los ramales estn equilibrados. Los orificios deben tratarse como detectores de humo a la

hora de considerar su idoneidad.

Disposicin de los tubos de aspiracin en estanteras en altura





EXTERIOR

Conclusiones

Como ya se ha comentado anteriormente, los sistemas deextincin utilizados hasta ahora (rociadores secos, hmedos con anticongelante, etc.), tienen los siguientes inconvenientes:

1. Es posible que el agua que tenga que discurrir por la tubera de la instalacin se congele antes de descargar en los rociadores, por lo que el sistema podra ser del todo ineficaz.

2. Para almacenes de gran superficie son sitermas del todo ineficaces, pues a partir de ciertas longitudes de tubera, y dependiendo de la temperatura a la que trabaja el almacn, el agua que transcurrira por la tubera en caso de la apertura de un rociador es seguro que quedara congelada.

3. Para sistemas hmedos con anticongelante, no se recomienda que se sobrepase la norma de los 100 rociadores por puesto de control, por lo que este sistema, por regla general, slo podr proteger una superficie muy limitada - con alguna excepcin posible, como el sistema ESFR-COLD -.

4. El deflector de cada rociador puede no ser eficaz al congelarse gotas de condensacin en su superficie, con lo que cambia su configuracin y manera de distribuir el paraguas de agua de la descarga, haciendo que el sistema, a la hora de extinguir o controlar un posible incendio, pueda no ser eficaz.

5. Una vez haya funcionado el sistema de extincin, existen dos opciones, una que todo el sistema deba ser desmontado para eliminar el agua congelada en su interior, o bien descongelar todo el almacn frigorfico, con las consiguientes prdidas econmicas.





EXTERIOR

6. Dificultades importantes a la hora de efectuar el mantenimiento de la instalacin, por las bajas temperaturas que existen en el interior del almacn, y las alturas de almacenamiento.

Por el contrario, el sistema PERMATEC de inertizacin queofrece PEFIPRESA no presenta ninguno de los anteriores inconvenientes, habindose demostrado, en la teora y en laprctica, que es un sistema eficaz, de fcil mantenimiento, de instalacin relativamente sencilla, y totalmente automtico.

dt5 almacenes frigoríficos

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