Fundamentos

     En los equipos de enfriamiento evaporativo, específicamente condensadores evaporativos y torres de enfriamiento de agua, la disipación de calor se realiza mediante el sacrificio/evaporación de una fracción del caudal que se pretende enfriar. Así,, si la aplicación especifica enfriar 300,000 l/h de agua, groseramente podemos pensar que perdamos por efecto evaporativo un cierto porcentaje, de forma arbitratria pero ilustrativa e.g. 2%.

     Habitualmente lo que se intenta es matener las condiciones del agua circulante dentro de ciertos rangos, en cuanto a dureza (Ca, Mg), sólidos suspendidos, pH, u otro parámetro de preferencia. Es obvio que de no mediar algún procedimiento (e.g. purga, reposición, acondicionamiento químico), puede pensarse que al igual que en un simple proceso de ebullición, las concentraciones de los distintos constitutivos probablemente aumentarán, permaneciendo en el agua del circuito.  Prácticamente todos los fabricantes de condensadores evaporativos responsables incluyen en su literatura técnica la importancia del tema.  A modo brutalmente ilustrativo, un condensador evaporativo operando una incrustación de apenas 1mm formada sobre la superficie expuesta del banco de tubos, digamos de clásico diámetro 1" o 3/4", logra disipar sólo un 55% de la capacidad original de la unidad nueva.  La misma unidad pero con una formación de 2mm sobre los tubos ve caer su rendimiento al 38% de la capacidad original, empleando un pequeño ejemplo en un contexto de refrigeración industrial:

• calor original a disipar para condensación de amoníaco, e.g. Q = 1,500,000 kcal/h
• calor disipado para unidad con 1mm de incrustación, 825,000 kcal/h (= Q * .55)  
• calor disipado para unidad con 2mm de incrustación, 570,000 kcal/h (=Q * .38)
• calor disipado caso anterior + de-rating por recirculado, 484,500 kcal/h (=Q*.38*.85)

Nota: la infortunada situación del último caso es bastante más frecuente en absolutamente todos los diseños de tiro forzado a través de la unidad, vs. el diseño de tiro inducido.  El déficit térmico puede ser aún mayor por de-rating de la unidad por recirculado, hasta 40%!!  Véase un ejemplo donde se expone el cálculo en más detalle para una instalación de refrigeración para una pequeña industria vitivinícola.

     Es bien claro también que además de la progresiva concentración de los distintos constitutivos, el comportamiento mismo del líquido podrá variar considerablemente según su temperatura.  Así, el comportamiento de un líquido, aún "agua", frecuentemente benigno, puede resultar en significativos perjuicios de equipo y eficiencia térmica. De ahí que en la mayoría de los casos, la localización del problema sea en las superficies de los intercambiadores de calor o condensadores para el caso de las torres de enfriamiento, o gravemente en los propios tubos del equipo, en el caso del condensador evaporativo.

     La problemática puede ser tan crucial que probablemente podamos afirmar correctamente que más de aproximadamente la mitad de los trabajos técnicos de enfriamiento evaporativo se centran en adecuación del agua del circuito, incorporando desde sistemas de purga contínua y dosificadores hasta filtros de arena, sedimentadores auxiliares y procesos de intercambio de iones. Probablemente todos estos procesos unitarios, fundamentalmente químicos, han constituído el centro de muchos programas de tratamiento clásico de aguas de enfriamiento y proceso.

     Recientemente han surgido enfoques alternativos o suplementarios, fundamentalmente modificando el "estado" del agua mediante algún otro proceso, e.g. irradiación infrarroja, tratamiento magnético, fluidización electrolítica.

     Dentro de los distintos enfoques pueden anotarse las técnicas orientadas a la reducción de la tensión superficial del líquído mediante el empleo de sistemas de activación de tipo fluidización electrolítica. Estos sistemas constan de pequeñas esferas de cerámica de gran dureza que al chocar entre sí dentro del sistema modifican sensiblemente las propiedades del agua, por ejemplo disminuyendo su tensión superficial desde casi 70 dynes/cm a valores cercanos a 55 dyn/cm, o sea, aproximadamente poco más de un 20%. El efecto de esta modificación, entre otras, esta siendo acompañado en instalaciones modelo con excelentes resultados experimentales tanto en la eliminación gradual de incrustaciones en el caso de circuitos de enfriamiento. Básicamente el líquido de más pequeña estructura molecular y mayor permeabilidad, denominadoentonces agua activada, ingresa dentro de la incrustación y al retomar su condición original rompe por dilatación la película formada. Los fragmentos son retirados por filtros o mallas convencionales, de común empleo en estas aplicaciónes.

     Si bien se trata de una tecnología todavía en "vías de desarrollo/aceptación masiva", la consecuencia directa del empleo de este tipo de sistemas de activación ha sido la considerable disminución de los costos operativos de las distintas unidades, fundamentalmente tanto por aumento de eficiencia/rendimiento térmico como reducción del rubro correspondiente a producto químico/aditivos.

Activador de tipo fluidización electrolítica

(prototipo)

 

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