Introducción

No ha sido sencillo seleccionar el material para exponer en www.TorresDeEnfriamiento.com  este primer cuadernillo electrónico sobre nuestra primera dedicación, torres de enfriamiento de agua.  Por un lado y a diferencia de la mayoría de los proceso unitarios de ingeniería ambiental, el ejercicio profesional en el caso de torres de enfriamiento requiere por lo menos una integración por Runge Kutta o Tchebyschev en el caso de torres de enfriamiento de flujo contracorriente (“counterflow”) o una integral doble, resoluble mediante un método iterativo Gauss Seidel, mejorando la aproximación por Richardson, para el caso de torres de enfriamiento de flujo cruzado (“crossflow”).

Parece por tanto un involucramiento numérico un poco desproporcionado para la frecuencia con que la mayoría de las personas tienen que enfrentar el tema, sea como responsables de planta, mantenimiento, ingenieros de campo, integradores o contratistas. 

Por otro lado, existe una gran cantidad de observaciones y prácticas recomendadas en cuanto a detalles de fabricación, mantenimiento en las distintas alternativas.  Este conjunto de observaciones y/o comentarios no tienen una sutileza o sofisticación técnica extraordinaria pero simplemente contribuyen a que el sector de enfriamiento funcione correctamente tanto en rendimientos estipulados como en durabilidad y presupuesto operativo/eléctrico.

Ambos aspectos, i.e. detalles de diseño/cálculo y detalles de fabricación, son de interés de audiencias levemente distintas.  Los detalles de diseño térmico pueden interesar fundamentalmente a consultores para evaluaciones de propuestas alternativas.  Los detalles de fabricación naturalmente son esenciales para la factibilidad y rentabilidad de toda la planta industrial.  En nuestra experiencia, el contacto esporádico de la mayoría de los usuarios con el tema, hace que ambos aspectos no sean oportunamente percibidos.  Por un lado, ocurren irregularidades térmicas “inexplicables”.  Por otro lado, resulta difícil en el momento de la adjudicación, seleccionar unidades que “parecen hacer el mismo trabajo.”  Al igual que en muchas cosas, lo que es inmediato para la persona que diariamente transita en el tema, es una “novedad” o un “dolor de cabeza” para la persona que no tiene oportunidad de familiarizarse con los matices.  Adicionalmente, la temática de torres de enfriamiento en general es presentada en los últimos capítulos de los programas de estudio, estadísticamente con grandes chances de no ser leídos nunca – al final en general la meta, voluntaria o no, es aprobar el examen!  Sin embargo, 

El rendimiento térmico, un intangible supuesto de buena fé, no es moneda corriente en el 100% de los proveedores:

“Large disparities between the predicted and measured performance of cooling towers have been notorious for over 50 years.  A wealth of data has been accumulated by the manufacturers, but much of this is jealously guarded as proprietary information…” - Arthur P. Fraas “Heat exchanger design”, 2^nd. Ed John Wiley & Sons, 1989.

No se trata de simplemente un tema "académico"; el testimonio de Jim Willa, consultor independiente y entre otros antecedentes, ex-presidente del Cooling Tower Institute, es inequívoco:

“Is this a commercial tower or an industrial tower?  A completely different set of “service factors” not only in performance but also in materials and construction exist in the air conditioning or commercial field as opposed to the heavy-duty or industrial field.  In these instances it will be noted that great price differences in price exist due to a difference in factors as noted above.  The most important consideration between these two types of towers is that the average performance capability of commercial towers on today’s market is somewhere on the order of 20% below the average performance capability of industrial towers.  Therefore, performance capability and prevention of product loss should become an overriding factor in the consideration of commercial vs. industrial towers to be used in actual production situations." - Willa, Jim & Hoffmann “Cooling Tower Bid Evaluation”, Cooling Tower Institute Annual Meeting, January 1974

En vista de esta situación, hemos decidido presentar el material numérico en Aplicaciones y las observaciones o detalles macro de fabricación en Fundamentos.  Existe una enorme cantidad de literatura que presenta la teoría de torres de enfriamiento, por lo que hemos decidido hacer nuestra presentación sin mencionar ni una sola vez, salvo en este párrafo, la palabra entalpía.  El problema de cálculo más complejo, cálculo de KaY/L por Gauss Seidel está presentado en Aplicaciones en el marco de una restauración concreta para una torre de 450 chiller tons según los catálogos de fabricante y que se determina tener un déficit térmico crónico de 30%, i.e. apenas podrá dar 300 chiller tons!  El cálculo de KaV/L para torres de enfriamiento contracorriente puede programarse fácilmente en cualquier calculadora científica o directamente en cualquier planilla.  De todas maneras, se incluye también en Aplicaciones, un inserto *.pdf ilustrando el procedimiento para una pequeña torre de enfriamiento  de flujo contracorriente, tiro lamentablemente forzado, y con potencial de deficit térmicos entre 20 y 40%.  Probablemente ya sólo estos dos resultados alcanzacen para justificar la existencia de www.TorresDeEnfriamiento.com, aún con todas las precariedades de una primera edición.

 Es imposible poder mencionar todas las personas que nos han ayudado en todos estos años y que hacen posible que hoy elaboremos www.TorresDeEnfriamiento.com.  Después de tanto tiempo estamos contentos de poder agradecer especialmente a Jim Dodds, P.E. y  Richard Aull, P.E.  También documentamos nuestra deuda con Don Zelek, Lillian Chien y Jason Ho, Frank Spencer, Bob Monroe y Benny Bustos, Jim Willa, Hiran Castelho Branco, Arjun Agarwal, Larry Forrester y Mike Chittom.

Esperamos entonces que esta nueva publicación en la serie James C. Young Environmental/Balestie & Balestie configure una ayuda genuina tanto a usuarios industriales y  profesionales de campo así como personal de centros de investigación, especialistas, laboratorios tecnológicos, universidades e instituciones afines.       

James C. Young Environmental - Balestie & Balestie Ingenieros /C.T.I. S.A. Edición 50 Aniversario (1962-2012)