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CFD térmico · OpenFOAM

Tu tablero se calienta y nadie sabe explicar por qué.

Te mostramos por dónde va el calor dentro de tu tablero, tu gabinete o tu cuarto eléctrico —el campo completo, no un puñado de termopares— y te decimos qué hay que mover. Antes de que falle un equipo, no después.

Este es un ejercicio técnico desarrollado por el equipo de Corvium para demostrar capacidad de simulación. No corresponde a un proyecto de cliente.

Corte vertical del gabinete coloreado por temperatura: de cada equipo sale una pluma de aire caliente que sube.
Corrida real en OpenFOAM, ya con la salida corregida. Cada pluma es el calor que sale de un equipo, y se ve adónde va. Ningún termopar te enseña esto.
¿Te suena alguna?

Tres formas de perder dinero
con un problema que no ves.

Pasa la revisión y aun así se disparan los equipos

Un termómetro mide un punto, y se pone donde cabe. Si la zona caliente queda entre dos lecturas, el tablero “pasa” y el variador sigue entrando en falla por temperatura.

Compraste más ventilador y sigue fallando

Porque a veces el problema no es cuánto aire entra, sino por dónde sale. Mover más aire por el lugar equivocado no arregla nada y se paga en consumo y en ruido.

Sobredimensionaste «por si acaso»

Gabinete más grande, equipos trabajando a medias, aire acondicionado de más. Es la salida razonable cuando no sabes dónde está el problema, y se paga todos los días del año.

Lo que las tres tienen en común: estás decidiendo a ciegas. No porque falte experiencia, sino porque nadie ha visto lo que pasa adentro.

Un extractor puede mover aire de sobra y no sacar el calor.

Es lo que encontramos en este caso. Sobre el papel, el caudal alcanzaba. Pero la boca de salida quedaba por debajo de los equipos que más calientan: el aire entraba por abajo, salía por la boca y no llegaba a tocar la zona caliente. El calor no tenía por dónde salir, y el cálculo ni siquiera podía estabilizarse.

202 Wgeneran los nueve equipos
31,5 CFMde caudal: parecía suficiente
50–178 mmpor encima de la salida quedaban los variadores
Lo que te llevas

Sales con una decisión,
no con otra junta.

Sabes qué mover

No «hay un punto caliente»: qué zona, por qué, y qué cambio la resuelve. Con eso le das una instrucción concreta al taller.

Pruebas sin parar la producción

Subir una boca, cambiar un deflector o reubicar un equipo se calcula en horas. Probarlo en el tablero real cuesta un paro, y solo te deja probar una idea por paro.

Dejas de pagar el «por si acaso»

Cuando sabes cuánto margen tienes de verdad, dejas de comprar margen de más: ni ventilador grande, ni gabinete más grande, ni enfriamiento extra.

No te pedimos que nos creas: míralo

Un gabinete cerrado
con 202 watts adentro.

Elegimos a propósito algo chico: nueve equipos —cuatro variadores, dos servoamplificadores, PLC, fuente y contactor— y un extractor. Algo chico se puede calcular completo y, sobre todo, comprobar completo.

Lo que ningún termopar cuenta es que el aire caliente sube. Si la salida está por debajo de los equipos que más calientan, el extractor se lleva aire frío recién entrado y deja intacta la bolsa de arriba.

Es el mismo mecanismo que deja una carga fría en el centro de un horno con las paredes a temperatura, o que hace que una campana no capture nada. Cambia el equipo: la física es la misma.

Lo que se corrigió

Una abertura mal puesta,
dos problemas distintos.

La boca de salida quedaba 50 mm por debajo del primer variador, y medía cerca de la cuarta parte de lo que pide el ventilador instalado. Parecen dos detalles de lámina. Cada uno rompía algo diferente.

El tamaño mandaba en el caudal

Era el cuello de botella del circuito. Al agrandarla, el aire que circula se multiplicó por más de dos sin tocar el ventilador.

La altura mandaba en el calor

Subirla por encima de los equipos calientes no cambia el caudal, pero es lo único que vacía la bolsa de arriba. Un ventilador más grande no lo habría arreglado nunca.

31,5CFM antes
75,6CFM después
169W evacuados por el extractor
4,4 °Ccalentamiento del aire (límite 10 °C)

Con la corrección, el aire sale apenas 4,4 °C más caliente de lo que entra, contra el límite de 10 °C que fijamos como criterio de aceptación. Solo cambió la lámina: el ventilador es el mismo y no hubo que comprar nada.

Así se ve ya corregido
01Por dónde va el aire
Líneas de flujo coloreadas por velocidad: el aire entra por las ranuras de abajo y sube hasta la salida, arriba a la derecha.
El aire entra por las ranuras de abajo y sube hasta la nueva salida, arriba a la derecha.
02Dónde se queda quieto
Corte del gabinete con el aire estancado en rojo y una línea azul en el borde superior de la salida.
En rojo, el aire que prácticamente no se mueve: queda en el 1,4 % del gabinete. La línea azul marca el borde superior de la nueva salida, ya por encima de los variadores.
03Cómo arranca
Animación del campo de velocidad dentro del gabinete, desde el reposo hasta el régimen estable.
El campo de velocidad armándose desde el reposo hasta el régimen estable.
Caso en curso · Ahora a temperatura de horno

Setenta y cinco piezas
de aluminio a 500 °C.

Este segundo caso está en validación: la corrida converge, pero su balance de energía todavía no cierra. Por eso aquí mostramos solo el patrón, sin cifras de cuánto se enfría cada pieza.

Un horno de lotes con la carga en tres niveles y aire recirculado. La pregunta es la de siempre: ¿dónde queda el punto frío? Porque a 500 °C con aluminio eso no es una tolerancia: es una pieza que no recibe el tratamiento, y no se ve por fuera.

Las 75 piezas, coloreadas según qué tan lejos quedan de la temperatura objetivo: en azul, las que se quedan cortas. El azul no está repartido al azar: se acumula del lado por donde sale el aire.
ALas que se quedan frías
Vista 3D de la carga en tres niveles con las piezas frías en azul.
En azul, las que no llegan. Están agrupadas, no repartidas al azar: hay una razón física.
BEl cesto
Cesto de 75 piezas acomodadas en tres niveles.
Reacomodar la carga y volver a calcular son minutos. En el horno real es un paro.

Las piezas junto a la entrada de aire llegan a temperatura. Las del lado contrario, no. Y no lo arregla más caudal: lo impone por dónde entra y sale el aire.

Es exactamente el mismo error del gabinete de arriba, en otra escala. Allá el caudal era correcto y el calor no salía; aquí la recirculación es correcta y la carga no se calienta por igual.

¿Y cómo sé que no me están contando un cuento?

Porque también te decimos
dónde deja de valer.

Un programa de cálculo nunca te dice que no. Da colores preciosos con los datos equivocados. Si vas a llevar ese resultado a una junta, necesitas saber hasta dónde aguanta, y eso te lo tiene que decir quien lo hizo.

Por eso cada resultado nuestro viene con la cuenta cuadrada: todo el calor que entra tiene que salir por algún lado, y lo comprobamos sumándolo. Cuando esa cuenta no cierra, hay un error, aunque las imágenes se vean perfectas.

En este caso, esa comprobación destapó un error nuestro de 25 W en cómo promediábamos la temperatura de salida. Ninguna imagen lo delataba: lo encontró la cuenta, no el ojo. Lo corregimos antes de publicar, y por eso el balance cierra: de los 202 W que entran, quedan sin explicar unos 2 W, alrededor del 1 %.

Y también te decimos lo que no afirmamos: el modelo representa cada equipo como una fuente de calor, así que no reporta la temperatura de superficie de cada uno, y el estudio de independencia de malla está pendiente. Cada entrega nuestra lleva escrito qué se comprobó y hasta dónde llega, no para cubrirnos, sino para que sepas con qué puedes decidir.

Si tu problema se parece a alguno de estos

Cambia el equipo.
La física es la misma.

Recintos y equipos cerrados

  • Tableros y gabinetes de control
  • Electrónica de potencia
  • Cuartos eléctricos y de máquinas
  • Ventilación forzada o natural

Hornos y tratamiento térmico

  • Piezas que no llegan a temperatura
  • Dónde poner quemadores y deflectores
  • Cómo acomodar la carga para que no se tape a sí misma
  • Cuánto dura de verdad el ciclo

Proceso y envolvente

  • Pérdidas de calor y puntos calientes en la lámina
  • Secado, curado y estufas de recirculación
  • Campanas que no capturan
  • Recuperar calor de los gases de salida
Cómo empezamos

Las dos primeras conversaciones
no te cuestan nada.

PRIMERO

Nos cuentas el caso

Media hora. Con un plano y saber qué hay adentro basta. Te decimos con franqueza si hace falta calcular o si la respuesta sale con una cuenta rápida. A veces sale.

DESPUÉS

Cotización y plazo por escrito

Qué se va a calcular, qué escenarios, qué te vamos a entregar y cuándo. Cerrado antes de empezar, no después.

AL FINAL

Resultados que puedes usar

Imágenes, animaciones y un informe con las conclusiones y sus límites. Todo tuyo y reproducible: si dentro de un año quieres probar otra variante, se parte de ahí.

¿Tienes un tablero que se calienta y nadie sabe explicar por qué?

Escríbenos con dos líneas sobre el caso. Te contestamos si podemos ayudarte, y si no, también.

contacto@corvium.com.mx

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