Investigación de sedimentos en la torre de refrigeración y su control.

Torre de enfriamiento

Como su nombre lo indica, una torre de enfriamiento se utiliza para enfriar. Este equipo industrial para la transferencia de calor es fundamental, y la torre de enfriamiento resulta eficaz y práctica para la continuidad de las operaciones y otros procesos. Muchas unidades operativas requieren enfriamiento, el cual se realiza mediante fluidos como agua, aceite, aire, etc. En la torre de enfriamiento, el agua entra en contacto con el aire y se enfría. En otras palabras, el agua que se ha calentado en diversos procesos y cuya temperatura ha aumentado se enfría nuevamente y regresa a las unidades.

Una torre de enfriamiento está compuesta por diferentes partes y secciones. Existen diferentes clasificaciones y tipos que se seleccionan según su aplicación industrial, pero el método de operación es prácticamente el mismo en todos los casos.

Formación de incrustaciones y corrosión en torres de enfriamiento

El agua que ingresa a la torre de enfriamiento proveniente de los procesos contiene contaminantes debido al contacto con diversas sustancias. Por lo tanto, al ingresar continuamente a la torre durante un tiempo prolongado, se forman incrustaciones en las partes internas que están en contacto directo con el agua. La formación de incrustaciones en los equipos genera una resistencia adicional, lo que a su vez provoca una disminución drástica en la tasa de transferencia de calor. Por otro lado, estos contaminantes intensifican la corrosión en la torre y aumentan los costos de mantenimiento y operación. Por consiguiente, la formación de incrustaciones y la corrosión en las torres de refrigeración constituyen los principales problemas que enfrentan. Se han propuesto y probado numerosas soluciones para prevenir o detener estos dos fenómenos.

Problemas causados ​​por la formación de incrustaciones en las torres de refrigeración

La formación de incrustaciones es uno de los problemas más importantes de las torres de refrigeración. Crea una resistencia adicional a la transferencia de calor y reduce considerablemente la eficiencia de la torre. Además, las incrustaciones provocan corrosión en las piezas y tuberías de la torre.

¿Qué tipos de incrustaciones se forman en las torres de refrigeración?

1. Carbonato de calcio
2. Fosfato de calcio y fosfato de zinc
3. Sílice y silicato de magnesio
4. Sulfato de calcio

Ciclo de condensación en torres de enfriamiento

Las torres de enfriamiento utilizan el ciclo de condensación, que se define como la relación entre la conductividad eléctrica del agua caliente que ingresa a la torre y la del agua de reposición. Cuanto mayor sea el valor del ciclo de condensación, menores serán los costos operativos y mejor será el desempeño ambiental. Cuando la torre opera con un ciclo de condensación elevado, aumenta la cantidad de incrustaciones. Por lo tanto, se utilizan materiales antical para prevenir su formación.

Uso de soluciones antical en torres de enfriamiento

Los materiales antical, como su nombre lo indica, actúan como barrera contra las incrustaciones, deteniendo o reduciendo su formación. La Tabla (1) muestra el material antical para cada tipo de incrustación en la torre.

Tabla (1): Tipos de incrustaciones y su material antical

Función de los inhibidores de incrustaciones en torres de refrigeración

El mecanismo de acción de estos inhibidores en la torre es diferente y generalmente se divide en tres categorías:

1. Prevención de la creación y formación de núcleos cristalinos
2. Prevención del crecimiento y desarrollo de cristales de incrustaciones
3. Prevención de la agregación y acumulación de incrustaciones y la formación de cristales de mayor tamaño

Efecto de la solución antical sobre diferentes tipos de incrustaciones

Los efectos de los materiales antical varían según el tipo de material constituyente y el tipo de incrustación. Esto se relaciona con la calidad del material antical, algunos de cuyos aspectos se mencionan en la Tabla (2).

Tabla (2): Algunas incrustaciones importantes y sus efectos antical

Factores que afectan la tasa de crecimiento de sedimentos en una torre de enfriamiento

Algunos factores en una torre de enfriamiento provocan cambios en la tasa de crecimiento de sedimentos. Entre los más importantes se encuentran tres:

1. pH: La solubilidad de los sedimentos disminuye al disminuir el pH. En otras palabras, la cantidad de sedimentos en la torre generalmente aumenta al disminuir el pH. Por supuesto, también existen limitaciones.
2. Temperatura: La solubilidad de los compuestos formadores de sedimentos en el agua disminuye al aumentar la temperatura. En otras palabras, la cantidad de sedimentos en la torre aumenta al aumentar la temperatura.
3. Velocidad: La cantidad de sedimentos disminuye al aumentar la velocidad del agua. Por lo tanto, la formación de sedimentos es mayor en los espacios muertos de la torre donde la velocidad del agua es baja, como los estanques.

Sedimentos biológicos:

La segunda categoría de sedimentos en las torres de enfriamiento son los sedimentos biológicos, que resultan de la acumulación y sedimentación de lodo y limo, así como del crecimiento de microorganismos y bacterias en la torre de enfriamiento. Este tipo de sedimento, a su vez, reduce la tasa de transferencia de calor y la corrosión.

Tipos de sedimentos biológicos

Básicamente, los sedimentos biológicos se dividen en dos grupos: lodo y limo. La tabla (3) describe estos tipos de sedimentos.

Tabla (3): Tipos de sedimentos biológicos y su calidad