El uso eficiente del agua en torres de refrigeración: tratamiento y reutilización

El agua es el principal elemento del proceso de enfriamiento que utilizan las torres de enfriamiento y condensadores evaporativos. El mantenimiento de estos equipos pasa por un correcto tratamiento de la misma, así como de la instalación mecánica. Ambos son fundamentales para optimizar su rendimiento energético y prevenir riesgos de Legionelosis.
Aproximación al enfriamiento evaporativo

El enfriamiento evaporativo es un proceso natural que utiliza el agua como refrigerante y que se aplica para la transmisión a la atmósfera del calor excedente de diferentes procesos y máquinas térmicas. En este principio se basa el funcionamiento de equipos como las torres de enfriamiento y condensadores evaporativos. Los equipos de enfriamiento evaporativo liberan el calor de condensación de las máquinas frigoríficas transfiriéndolo a la atmósfera mediante la evaporación de una reducida cantidad de agua. Este proceso se hace efectivo gracias al establecimiento de un contacto entre el agua en circulación y una corriente de aire en un intercambiador de calor.Torre de refrigeración

Los equipos de enfriamiento evaporativo, con independencia de cuáles sean sus modalidades y características específicas, incorporan una sección de intercambio de calor humedecido con la utilización de un dispositivo rociador de agua, un sistema de ventilación encargado de forzar el paso del aire ambiente a través del intercambiador de calor y diferentes componentes auxiliares, tal como la balsa colectora de agua, bomba de recirculación, eliminadores de gotas e instrumentos de control.

Uso del agua en las torres de refrigeración

La refrigeración evaporativa no sólo se presenta como una tecnología respetuosa con el medio ambiente sino que, además, ha sido capaz de adaptarse a las nuevas exigencias del entorno y de los recursos naturales disponibles. El uso de agua se enmarca en una de esas ventajas medioambientales de los equipos ya que, por una parte, el 95% del agua que se usa en una torre es reutilizada y, por otra, la menor energía requerida para el funcionamiento de estos equipos frente a los equipos de enfriamiento por aire implica un significativo ahorro en el gasto de agua derivado de la producción eléctrica necesaria para su mantenimiento. La eficiencia energética de los equipos de refrigeración evaporativa se presenta como una de sus grandes ventajas también en lo referente al agua.

La reducción del consumo de agua y su aprovechamiento eficaz es una de las características principales de los equipos de refrigeración evaporativa. Una pequeña cantidad se evapora y otra se evacua para evitar la concentración de sales. En los equipos de enfriamiento evaporativo conviene distinguir entre los dos modos básicos en que se pueden realizar emanaciones de agua a la atmósfera y la forma en que estos se manifiestan. El primero de ellos es por evaporación. El penacho de vapor de agua visible en ocasiones lo constituye la condensación del vapor de agua que sale del equipo y se manifiesta especialmente en ambientes fríos o frescos y húmedos. Es la condensación del vapor del agua que se ha evaporado en el proceso refrigerante y, como tal vapor, es agua pura, sin sales ni elementos bacteriológicos, que se devuelve a la atmósfera en forma de vapor de agua.

El segundo de ellos es el arrastre de gotas y efluvios en forma de aerosoles. El agua que sale de esta manera de la torre es la misma que hay en la balsa del equipo y en el circuito de refrigeración del sistema. Por lo tanto, contiene y lleva los mismos componentes: sales disueltas, sólidos en suspensión, biocidas y microorganismos. El estado tecnológico actual de las torres de refrigeración permite considerar que el fenómeno de arrastre, con los separadores de alta eficiencia puestos en el mercado, puede significar desde un 0,01% hasta un 0,002% (en ciertos modelos) del caudal de agua en recirculación, la cantidad de agua que pudiera llegar a perderse en el arrastre viene a ser entre 20 y 100 veces menor que el agua evaporada y hasta 500 veces menor en algunos modelos de torres.

Por lo tanto, la posible cantidad de agua perdida por arrastre no es significativa y la salida de aerosoles no tiene importancia práctica si se siguen las normas en cuanto a la calidad de los separadores de gotas y el correcto montaje y mantenimiento del equipo.

Tratamiento del agua en las torres de refrigeración

Las actuaciones desarrolladas en torno al mantenimiento de los equipos están dirigidas a propiciar las tareas de limpieza, desinfección y control de la temperatura del agua durante el mantenimiento de los mismos.

El mantenimiento de los equipos de refrigeración evaporativa es sencillo y, siguiendo unas cuantas recomendaciones, su eficacia y seguridad están garantizadas. Resulta de vital importancia mantener el rendimiento de la instalación con objeto de asegurar un funcionamiento óptimo del proceso de enfriamiento y la utilización mínima de agua y energía, al mismo tiempo que se evitará la proliferación incontrolada de bacterias. Los requisitos para mantener la eficacia de cualquier sistema pasan por el control adecuado de la calidad del agua en recirculación y un programa de mantenimiento que contribuya a las buenas condiciones y limpieza del equipo.

Además de las impurezas presentes en el agua, cualquier impureza en el aire puede ser transportada al interior de la torre y arrastrada por el agua en recirculación, por lo que es necesario implementar un programa de tratamiento de agua diseñado contra las incrustaciones y la corrosión y un control biológico, así como otro de supervisión que garantice que el anterior está logrando sus objetivos, es decir, manteniendo la calidad del agua dentro de los parámetros establecidos.

Incrustaciones y corrosión resultan habituales en el agua de reposición como consecuencia de la propia temperatura de la misma y los ciclos de concentración y, en la medida que ambas tendencias son perjudiciales para la instalación, han de tomarse medidas de prevención.

En primer lugar, la excesiva formación de incrustaciones sobre las superficies de transferencias de calor reduce la eficacia de dicha transferencia provocando un consumo de energía más elevado, temperaturas de enfriamiento más altas que las deseadas e incluso una parada del sistema, pero también crea un terreno propicio para la reproducción de microorganismos que puede aumentar el riesgo de contaminación bacteriológica. Las incrustaciones pueden prevenirse mediante la descalcificación del agua de aportación, el control de la purga y la dosificación de productos químicos inhibidores de incrustaciones o bien con métodos físicos como las técnicas electromagnéticas.

En lo que a la corrosión se refiere, ésta actúa en contra de los componentes de la instalación acortando su vida útil, al mismo tiempo que algunos de sus productos, como es el caso del óxido, favorecen el crecimiento bacteriológico. Su prevención viene dada por el mantenimiento de la calidad del agua de recirculación dentro de los límites especificados por los proveedores de los equipos, así como por la aplicación de dosificación de inhibidores de corrosión.

Por su parte, la suciedad de las superficies de intercambio térmico con sedimentos y lodo se controlan con biodispersantes químicos dosificados separadamente o mezclados con un biocida químico y cuya eliminación implica el filtrado del agua en recirculación. La suciedad no sólo afecta al rendimiento térmico sino que también propicia el crecimiento de bacterias. En este punto, el control del crecimiento bacteriológico es el único instrumento válido para evitar la proliferación de bacterias que contaminan el agua en recirculación y entre las que se encuentran la Legionella Pneumophila, causante de la Legionelosis. Para evitar este proceso es suficiente con la utilización de productos biocidas oxidantes y no oxidantes y métodos no químicos como el ozono, la luz ultravioleta y los iones de cobre y de plata.

Junto al control del agua en recirculación, se impone la aplicación de un programa de mantenimiento mecánico y de limpieza del equipo que garantice el rendimiento térmico de la instalación y su seguridad, ya que, precisamente, la falta de mantenimiento y limpieza son los motivos que pueden provocar la Legionelosis. El mantenimiento dependerá de la ubicación del equipo, la contaminación ambiental de su entorno, el tipo de proceso de enfriamiento y la efectividad de su tratamiento de agua. Periódicamente, es conveniente hacer una inspección de la instalación.

La bacteria de la Legionella

Las torres de enfriamiento y condensadores evaporativos sólo son susceptibles de desarrollar la bacteria “Legionella Phenumophila”, es decir, de aumentar la concentración de la misma en el agua que recircula, si el líquido que recibe de la red está contaminado. En consecuencia, para que se produzca un brote epidémico de Legionelosis asociado a una torre de enfriamiento es necesario que se presente una cadena de sucesos altamente improbable: la existencia de una alta concentración de colonias de la bacteria, que siempre entran en la instalación a través de la red pública de suministro, y condiciones incontroladas que permitan la multiplicación de la misma.

Para prevenir el riesgo de Legionelosis basta con romper esta cadena de sucesos con el establecimiento de un correcto mantenimiento de las instalaciones de enfriamiento. De este modo, es posible eliminar las condiciones que favorecen la multiplicación de bacterias. Es decir, la posible entrada de una colonia de Legionella en la instalación sólo proliferará de forma descontrolada si dicha instalación no se controla y mantiene de forma adecuada, tal y como exige la ley en el Real Decreto 865/2003 de 4 de julio por el que se establecen los criterios higiénico-sanitarios para la prevención de la Legionelosis.

Una correcta inspección, limpieza y desinfección de la instalación de refrigeración evaporativa impedirá la producción de cualquiera de estas circunstancias, convirtiéndose en la solución para minimizar los riesgos de Legionella.

Conclusión

A modo de conclusión, apuntar que los equipos de refrigeración evaporativa constituyen una de las alternativas más eficientes en el campo de la refrigeración industrial, en la medida que utilizan una tecnología respetuosa con el medio ambiente, requieren una inversión inferior a la demandada por soluciones similares, presentan una gran eficiencia energética y, sobre todo, son seguros para la salud humana. Un sencillo y constante mantenimiento de las instalaciones ayudará a mantener el rendimiento térmico de los equipos y a prevenir el crecimiento de microorganismos potencialmente perjudiciales, como la Legionella.

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