Ventajas y limitaciones de los sistemas de enfriamiento evaporativo

Ventajas y limitaciones de los sistemas de enfriamiento evaporativo

En muchas aplicaciones de las técnicas que requieren la extracción de calor para el confort en recintos determinados o para el desarrollo de procesos industriales, se impone la transferencia de esta forma de energía que, cuando no puede aprovecharse como tal, se ha de verter en sumideros que tradicionalmente se consideraban como inocuos e inagotables: normalmente el aire atmosférico o los caudales y reservas de agua.

 

Asimismo, en la elección de tales sumideros se ha tenido, y todavía en algunos casos se sigue teniendo, poco en cuenta el consumo necesario de energía en función del medio y del modo en el que se realiza el vertido del calor residual. En la elección del procedimiento suele primar el coste inicial de los equipos (que tiene una repercusión inmediata en el presupuesto de las ofertas comerciales) y pocas veces se incluye en el estudio de gestión y explotación del sistema un cálculo comparativo del coste energético de funcionamiento según el medio y modo elegido, con repercusión permanente en los gastos de explotación, normalmente en constante aumento.

 

El progresivo y rápido avance de los conocimientos medioambientales y del equilibrio térmico de la Tierra y el Universo ha ido poniendo en evidencia que la aparente sencillez y economía de utilizar los sistemas de transferencia directa de calor sensible al aire, además de las limitaciones que imponga su temperatura tiene algunos inconvenientes y elevados costes asociados al consumo energético del proceso, a las consiguientes emisiones de CO2 a la atmósfera y al posterior efecto invernadero, entre otros.

 

La utilización de sistemas de enfriamiento evaporativo reduce significativamente estos efectos, por lo que son altamente recomendables en instalaciones idóneas por la forma y cantidad de calor a disipar. Resultan especialmente útiles en procesos de enfriamiento donde, en las épocas más cálidas, se requieran temperaturas resultantes entre 45 y 25 0C, mayormente en zonas de clima cálido y seco, pudiendo alcanzar en verano niveles inferiores a los 25 0C, en función de la temperatura húmeda disponible, y también trabajar con fluidos recibidos a mayores temperaturas, próximas a 85 0C en el caso de torres enfriando líquidos, o superiores en el caso de condensadores recibiendo vapores sobrecalentados.

 

En los procesos de enfriamiento por aire, la extracción de calor se efectúa prácticamente en su totalidad bajo la forma de calor sensible que es función del peso específico del aire, de su calor específico y de la variación de temperaturas que experimenta, cambiando la temperatura del aire sin afectar a su humedad específica o contenido en vapor de agua. En cambio, en los procesos de enfriamiento evaporativo puede haber una pequeña transferencia en forma de calor sensible (hasta un 10 ó 15%) y fundamentalmente una gran transformación en calor latente (85 a 90%), merced a la evaporación de una reducida porción del agua en circulación.

 

Un breve ejercicio (simplificado) sobre un diagrama psicrométrico y unos ligeros cálculos (véase Anexo 10.5) ilustran algunos de los diferentes resultados obtenibles mediante el empleo de sistemas de enfriamiento con aire o actuando con sistemas de enfriamiento evaporativo.

 

En los procesos de enfriamiento evaporativo se aprovecha el calor latente de vaporización del agua, calor que ha de absorber para realizar su cambio de estado pasando de líquido a vapor. Tiene un valor variable según la temperatura en la que se realiza el cambio de fase, pero para los márgenes normales entre los que evolucionan en las torres de enfriamiento, puede considerarse un valor medio de entre 2500 y 2600 kJ/kg 3, aproximadamente. 

 

Dependiendo de la climatología y de las características del trabajo encomendado, para las mismas condiciones de partida los sistemas de enfriamiento evaporativo pueden transferir entre 2 y 4 veces más energía calorífica con caudales de aire en movimiento entre 2 y 3 veces menores; por lo tanto, requieren menor potencia en ventiladores y generalmente menor nivel de presión sonora respecto de los sistemas “todo aire”. En contraposición, requieren un consumo de agua y el funcionamiento de una bomba para el agua de recirculación en el propio equipo o entre el equipo y el sistema que ha de enfriar.

 

Quizá convenga advertir, porque la cotidianeidad del hecho puede inhibir la reflexión sobre el fenómeno, que este “consumo” de agua no es tal en sentido estricto. Gran parte del agua se reintegra limpia a la atmósfera como consecuencia de la evaporación. Otra parte se vierte por las purgas a desagües aprovechables (aunque requieran tratamientos en las estaciones depuradoras), y una ínfima parte procedente de arrastres cae al suelo y tiene dudoso destino.

 

No ocurre igual con los recursos consumidos para generar energía. Salvo en el caso de saltos hidráulicos, las centrales térmicas y nucleares agotan los recursos.

 

Además, necesitan agua para refrigeración, producen emanaciones y/o residuos de indeseables consecuencias con difíciles y caros procedimientos de eliminación o almacenaje. Razones últimas que apoyan la utilización de enfriamiento evaporativo para la eliminación de calor residual en los procesos de climatización e industriales, donde sea técnicamente aconsejable.

 

El ahorro de energía que se consigue con el enfriamiento evaporativo, especialmente limitando las puntas de consumo, repercute favorablemente en ahorros directos de generación y de distribución de la energía eléctrica, pero además, al reducir las temperaturas y presiones de trabajo en épocas y horarios críticos ayuda a mejorar el factor de potencia del consumo eléctrico, lo cual es otro factor de ahorro importante y de mejora de condiciones en la red de distribución4 . En conjunto, significan menores emisiones de CO2 y mejor calidad del Medio Ambiente.

 

Pero de igual manera se ha de advertir que, si los sistemas evaporativos no disponen de una correcta instalación y puesta a punto así como de un adecuado mantenimiento, introducen el riesgo de proliferación y difusión de legionela que, en su variedad de Legionella Pneumophila y serogrupo 1, puede resultar gravemente infecciosa para las personas. 

 

La inexcusable ignorancia o la falta de atención por parte de alguno o algunos de los agentes que han de intervenir en el proceso (proyectistas, instaladores, mantenedores y en muchas ocasiones los propios usuarios) ha propiciado el riesgo en las condiciones sanitarias y en algún caso, lamentable, la difusión y brotes de legionelosis. Esta situación ha sido determinante para la creación de una estricta normativa legal respecto a las instalaciones de riesgo entre las que se encuentran los equipos de enfriamiento evaporativo; reglamentación que se superpone a las normas y recomendaciones existentes de uso y mantenimiento, que tristemente parecían olvidadas por muchas de las empresas o personas involucradas en ellas.

 

Las noticias de casos, convenientemente divulgados por los medios de comunicación social con informaciones sensacionalistas y en muchos casos incompletas o erróneas, han creado una alarma social, a veces desmesurada, sin que se aprecie un interés eficaz por su corrección a través de los mismos medios. (Por ejemplo: campañas informativas de prensa, radio o televisión, con fundamentos técnicos razonables, situando los límites reales de los riesgos, instruyendo sobre las precauciones elementales y advirtiendo o recordando las consiguientes responsabilidades). 

refacciones para torre de enfriamiento

Fabricación y Refacciones  para Torre de Enfriamiento


Escribir comentario

Comentarios: 0
Facebook - ECODYNE
Youtube - ECODYNE Email - ECODYNE

Mineral del Chico, Hidalgo

Atendemos toda la República Mexicana

contacto@torresdeenfriamiento.org

contacto@torresenfriamiento.com