Son muchas los tamaños, las capacidades y los usos de las torres de enfriamiento, pero ¿qué cuidados hay que tener?, ¿cuáles son los daños más frecuentes y qué los ocasiona?, ¿qué nuevos desarrollos se han presentado? Expertos de la industria resuelven estos interrogantes.
por María Cecilia Hernández Ocampo
En casi todos los procesos industriales donde se requiera recuperar agua existirá una torre de enfriamiento, y aquí caben las industrias alimenticia, química, petrolera, minera, de producción de plástico y papel, entre muchas otras.
Para entender mejor su funcionamiento Javier Morales, ingeniero de aplicaciones de Industrias Protón Ltda. explica que se trata de equipos diseñados y calculados para remover de manera eficiente y económica el calor residual que se genera en todo tipo de procesos industriales.
“Funciona con un circuito cerrado de agua sobre la cual, al entrar en el equipo, se hace pasar una corriente de aire. En ese contacto se efectúa una transferencia entre calor y masa y finalmente, el aire es expulsado al exterior de manera que no contamine”, comenta Morales.
Para complementar esta definición Alfredo Sotolongo, vicepresidente de Protec Cooling Towers, Inc., puntualiza que una torre de enfriamiento es un equipo utilizado para enfriar un fluido por medio de transferencia de calor y de masa, que se entiende como evaporación.
Estos equipos son, en esencia, un intercambiador de calor entre agua y aire, en el cual los fluidos hacen un contacto directo.
Según lo explica el ingeniero Morales, estos sistemas constan de varias partes:
- Sistema de distribución de agua caliente - árbol de riego.
- Medio de aumento de superficie y tiempo de contacto - relleno.
- Artificio para generar circulación de aire fresco - conjunto motor / ventilador.
- Sistema recolector de agua fría - piscina.
Una para cada necesidad
Existen muchas maneras de clasificar las torres de enfriamiento.
Según el tiro: de tiro mecánico, estas son las más usadas en el mercado; de tiro forzado, que llevan ventilador en la parte lateral inferior; de tiro inducido, con ventilador en la parte superior.
Según el flujo: de flujo cruzado, que tiene relleno vertical con respecto al piso de la torre y permite el cruce de los flujos de aire y agua; y en contraflujo, que tienen relleno paralelo al piso de la torre y los flujos de aire y agua están en contracorriente.
Según el tipo de relleno: de relleno fílmico, que se utiliza para aguas limpias con poco contenido de sólidos suspendidos totales; y de relleno tipo salpique, recomendadas para aguas sucias que contienen gran cantidad de sólidos suspendidos totales.
Sin embargo, otros especialistas resumen la clasificación de estos equipos dependiendo de la dinámica general de la industria. Fabián Escalante, gerente general de Frimont expone que “en general hay dos tipos de torres de enfriamiento, la convencional o abierta y la de circuito cerrado”.
La primera es la tradicional y es la que se utiliza en el 95% de las industrias. En este tipo de torre se utilizan las propiedades del agua como refrigerante para bajar la temperatura. La segunda se usa para enfriar o tratar, por medio de agua de torre, un agua o un fluido que no debe contaminarse.
El costo de una torre de enfriamiento depende de múltiples factores: de si está certificada, del consumo del motor, del material de fabricación, de la calidad de los materiales y su vida útil, del caudal de enfriamiento y de las condiciones de operación.
Según Ernesto Castro, jefe de diseño y proyectos de TecnoFiber Chile, con respecto a los costos que pueden tener estos equipos, la cifra es variable. “Podemos pensar en una torre pequeña que puede costar entre US$800 y US$1.000, hasta grandes equipos de uno a dos millones de dólares en adelante”.
Castro enfatiza en que hay que tener en cuenta que una torre pequeña puede trabajar con diez metros cúbicos por hora, y una torre grande alcanza a operar con 5.000 a 8.000 metros cúbicos por hora. “La diferencia es bastante considerable”, apunta.
Pequeños avances enormes ventajas
Podría decirse que los nuevos desarrollos en lo que tiene que ver con torres de enfriamiento no han sido muy deslumbrantes, son más bien cambios sutiles que logran grandes beneficios y ventajas.
En ese sentido, comenta Sotolongo, avances como minimizar la resistencia al aire a través de la torre, han permitido el uso de motores de menor potencia para una misma capacidad.
Así mismo, Ernesto Castro asegura que aunque no existen muchos cambios en el mercado de torres de enfriamiento desde que se iniciaron en la década de los 40, lo que sí ha evolucionado mucho son sus componentes internos.
Castro menciona que estas 'nuevas tecnologías' tienen que ver con “mejoras en la superficie húmeda que utilizan las torres, que son rellenos de contacto; y en los sistemas mecánicos de ventilación, donde se ha tratado de diseñar torres menos ruidosas, que tengan un mayor desempeño pero con una menor área ocupada”.
Además se ha trabajado en que los sistemas de distribución de agua sean mucho mejores, más efectivos y con rellenos de contacto más compactos con lo que se obtiene un mayor rendimiento.
El experto de TecnoFiber Chile especifica que también hay nuevos desarrollos en hélices cuyas aspas tengan un perfil aerodinámico, que permitan un mayor rendimiento en cuanto a los caudales de aire pero que sean lo más silenciosos posible.
Por su parte, Fabián Escalante comenta que se han presentado avances en el uso de distintos materiales, “hemos optado por utilizar polipropileno en el relleno evaporativo (relleno de contacto), que es el componente que se utiliza para hacer el intercambio aire-agua. Este material, que es el mismo de los vasos descartables, no se utiliza normalmente porque tiene un costo elevado, pero la gran ventaja es la vida útil e inclusive las temperaturas de trabajo que puede enfrentar”.
Cómo proteger los equipos
Por muchas razones una torre de enfriamiento puede perder su funcionalidad o averiarse, una de las más importantes es la falta de un adecuado mantenimiento preventivo.
“Estas es una problemática que se presenta en todas las industrias latinoamericanas; en Europa o en Estados Unidos no sucede. Como es un equipo relativamente simple el usuario se olvida y deja el equipo operando los 365 días del año, en forma continua y se despreocupa de hacer un mantenimiento que es tan simple”, advierte Castro.
Esta opinión la comparte Alfredo Sotolongo, quien asegura que el mantenimiento preventivo es vital, no solo para sus componentes mecánicos y eléctricos sino también para el tratamiento de agua. Si el agua no es tratada adecuadamente esto se refleja en el relleno de la torre y en el intercambiador de calor, pues las incrustaciones les reduce la capacidad considerablemente.
Los expertos recomiendan que una vez o dos veces el año se efectúen limpiezas profundas, pues cuando se trabaja con agua se tiene una alta concentración de algas o sólidos en suspensión y materia orgánica que se acumula en el relleno evaporativo, lo que hace que este se rompa o se desprenda.
Sin embargo, el gerente de Frimont señala que los rellenos tradicionales no se pueden lavar, pues la gran mayoría son fabricados con polietileno de alto impacto, material que con el tiempo, el sol y las condiciones de temperatura se va degradando.
“Si además se lava con hidro lavadora o con lavado a presión se puede desarmar. Por esa razón, lo ideal es reemplazar completamente el relleno de contacto, si este ha perdido sus condiciones operativas”, aconseja Fabián Escalante.
Es fundamental realizar un tratamiento al agua, reducir el índice de dureza del agua para que los rellenos no se contaminen, verificar el funcionamiento de motores y ventiladores, hacer un chequeo completo del equipo bien sea una vez al mes, cada tres meses o cada seis mese dependiendo de la calidad del agua.
“Este procedimiento normalmente no lo hace nadie, generalmente los usuarios esperan a que el equipo falle y que sea evidente que el sistema no está funcionando, sólo entonces se hace una intervención. Pero en ocasiones ya es tarde porque el costo de un mantenimiento correctivo es mucho mayor que el costo de un mantenimiento preventivo”, enfatiza Enrique Castro.
