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Torres de enfriamiento, una alternativa sostenible para los procesos industriales

El uso de torres de enfriamiento es de gran ayuda para múltiples industrias, estas estructuras llevan más de 100 años entre las buenas prácticas que se pueden implementar para distintos procesos industriales, ¿Conoces sobre ellas y los retos a los que se enfrentan?

¿Qué es una torre de enfriamiento?

Las torres de enfriamiento son estructuras diseñadas para eliminar el calor por medio de grandes cantidades de agua, bajando su temperatura gracias a un proceso físico llamado enfriamiento evaporativo, que consiste en liberar el calor de forma natural por medio del vapor. Para tener claridad de este proceso, lo invitamos a relacionarlo con una acción que el cuerpo realiza de forma involuntaria. Cuando el día es muy caluroso, nuestro cuerpo busca la manera de enfriarse y lo hace por medio de la transpiración, sudamos y evitamos sobrecalentarnos, esto gracias a que nuestro organismo está compuesto en gran parte por agua, liberando calor en forma de vapor para enfriarlo. Este mismo proceso lo realiza una torre de enfriamiento.

¿Cómo funciona una torre de enfriamiento?

El proceso físico realizado por una torre de enfriamiento se realiza gracias a un conjunto de sistemas que reciben agua con altas temperaturas que posiblemente fue utilizada en un proceso industrial. Con la ayuda de una bomba se impulsa el agua caliente por medio de tuberías hasta llegar a la  superficie de la estructura y luego empieza a descender por el interior de la torre en forma de rocío; durante su recorrido se expone al aire frío, para luego llegar a la base de la torre con una baja de temperatura considerable.

Se preguntará: ¿De dónde sale el aire frío que ayuda en este proceso? Este se genera gracias a diferentes mecanismos que buscan distribuir el aire por la torre, uno de los mecanismos más eficientes es el “tiro inducido”, que emplea ventiladores que están en la superficie de la estructura y que succionan el aire de la atmósfera, el cual es distribuido por toda la superficie interna de la torre, por lo que el choque de calor y frío genera el vapor liberando la mayor cantidad de calor, dejando caer las gotas de agua a la base ya enfriadas. En este proceso se pierde solo el 2% de la cantidad de agua que llegó para el enfriamiento.

 

Tipos de torres de enfriamiento

 

De igual modo, existen varias tipologías de torres de enfriamiento que se adaptan a las necesidades de cada industria, diferenciándose una de la otra, según la forma por la que se proporciona el aire que ayudará a enfriar el agua. Las torres de enfriamiento se pueden clasificar en dos grandes grupos:

Torres de enfriamiento de ciclo abierto: en estas estructuras se enfría el agua por contacto directo con el aire y se subdividen en: 

  • Torres de enfriamiento por tiro natural: se diferencian por atraer el aire  de  forma natural a la parte superior de la torre, este tipo de estructuras depende de algunas condiciones climáticas y deben ser muy altas. 
  • Torres de enfriamiento atmosféricas: son torres de gran altura que utilizan las corrientes de aire de la atmósfera con velocidades iguales o superiores a los 8 km/h.  Se deben instalar en zonas despejadas y sin obstáculos y cuentan con accesos transversales para el ingreso de aire.
  • Torres de enfriamiento de ciclo cerrado: en estas estructuras enfría el agua por contacto indirecto con el aire. 
  • Torres de enfriamiento por tiro inducido: estas estructuras succionan el aire por medio de un ventilador que se encuentra en la parte superior de la torre, permitiendo una mejor distribución del aire durante el proceso, convirtiéndose en una de las más efectivas.
  • Torres de enfriamiento por tiro cerrado: en estas torres el aire ingresa por los costados laterales de la estructura y enfría unas piezas internas por las que se desliza el agua que se desea enfriar, el agua no está en contacto directo con el aire.

     

¿Cuándo se debe utilizar o implementar una torre de enfriamiento?
 

Por lo general, las torres de enfriamiento se utilizan en procesos industriales en donde es necesario disipar el calor de múltiples máquinas que utilizan el agua como medio de enfriamiento, por ejemplo: en la industria de alimentos, las marmitas (ollas industriales) pueden manejar temperaturas de 80 °C (grados Celsius) y para su correcto funcionamiento manejan en su superficie exterior agua como forma de regular su temperatura, esa agua que se utilizó de forma externa, es la que pasará por una torre de enfriamiento para que sea reutilizada de nuevo en el proceso de producción. El agua que generalmente las industrias desean enfriar tiene temperaturas entre 40 y 60˚C.

Algunas industrias donde es común utilizar torres de enfriamiento:

  • Industria petrolera.
  • Industria petroquímica.
  • Industria de alimentos.
  • Centrales energéticas.
  • Industria química.

También se recomienda su uso para colaborar con un óptimo funcionamiento de sistemas de aire acondicionado, algunas edificaciones manejan torres de enfriamiento en sus techos, pues necesitan un equipo que les ayude a enfriar.

 

¿Cuáles son los problemas  que enfrentan las torres de enfriamiento?

 

Estas torres al utilizar enfriamiento evaporativo pueden producir microorganismos que son un reto para su buen funcionamiento, como la producción de la bacteria legionella o “legionella pneumophila”, organismo que puede liberarse al aire exterior, contaminando el ambiente, generando enfermedades y afectando la eficiencia del sistema de enfriamiento. Esto causado por la acumulación de cal y biopelículas (ecosistema microbiano) en las tuberías que alimentan la torre, sin embargo, para este problema hay múltiples soluciones que integradas hacen de las torres de enfriamiento seguras y amigables con el ambiente.

 

Por esta razón, las torres de enfriamiento deben cumplir con criterios puntuales que les permitan ser económicas, viables, sanitarias e higiénicas. Con estos factores, las estructuras pueden llevar un funcionamiento sin inconvenientes; la solución está en:

 

  1. Seguimiento del ciclo del agua en la estructura de la torre de enfriamiento.
  2. Implementación de la dosificación de aditivos (sustancia que mejora la calidad de otras sustancias).

 

Gestionar digitalmente los fluidos para automatizar su documentación.

 

 

Estas acciones permitirán que la implementación de torres de enfriamiento genere mayor ahorro económico y viabilidad para una empresa, ahorrando recursos hídricos utilizados en procesos industriales que sean amigables con el medio ambiente. Conoce más sobre torres de enfriamiento y de cómo sacar el máximo provecho para evitar futuros problemas.