S.E.P S.N.E.S.T D.G.E.S.T

INSTITUTO TECNOLOGICO DE MINATITLAN

MANTENIMIENTO MECANICO A EQUIPO ESTATICO

TORRES DE REFRIGERACIÓN

PROFESOR:

ING. FERNANDEZ OLIVARES GENARO

ALUMNO: ALAFITA MARTINEZ AGUSTIN DE JESUS CRUZ BARTOLO KAREN ANALI ORTIZ VILLEGAS DIEGO ALEJANDRO

TORRES DE ENFRIAMIENTO

1. DEFINICIÓN.Las torres de enfriamiento tienen como finalidad enfriar una corriente de agua por vaporización parcial de esta con el consiguiente intercambio de calor sensible y latente de una corriente de aire seco y frío que circula por el mismo aparato.

Las torres pueden ser de muchos tipos, sin embargo el enfoque se centra en un equipo de costo inicial bajo y de costo de operación también reducido. Con frecuencia la armazón y el empaque interno son de madera. Es común la impregnación de la manera, bajo presión con fungicidas. Generalmente el entablado de los costados de la torre es de pino, poliéster reforzado con vidrio, o cemento de asbesto.

Las torres de enfriamiento son equipos que se usan para enfriar agua en grandes volúmenes porque, son el medio más económico para hacerlo, si se compara con otros equipos de enfriamiento como los cambiadores de calor donde el enfriamiento ocurre a través de una pared.

Una torre de enfriamiento es una instalación que extrae calor del agua mediante evaporación o conducción. Las industrias utilizan agua de refrigeración para varios procesos. Como resultado, existen distintos tipos de torres de enfriamiento. Existen torres de enfriamiento para la producción de agua de proceso que solo se puede utilizar una vez, antes de su descarga. También hay torres de enfriamiento de agua que puede reutilizarse en el proceso.

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2. PRINCIPIO DE OPERACIÓN.

Cuando el agua es reutilizada, se bombea a través de la instalación en la torre de enfriamiento. Después de que el agua se enfría, se reintroduce como agua de proceso. El agua que tiene que enfriarse generalmente tiene temperaturas entre 40 y 60 °C. El agua se bombea a la parte superior de la torre de enfriamiento y de ahí fluye hacia abajo a través de tubos de plástico o madera. Esto genera la formación de gotas. Cuando el agua fluye hacia abajo, emite calor que se mezcla con el aire de arriba, provocando un enfriamiento de 10 a 20°C.

Parte del agua se evapora, causando la emisión de más calor. Por eso se puede observar vapor de agua encima de las torres de refrigeración. Para crear flujo hacia arriba, algunas torres de enfriamiento contienen aspas en la parte superior, las cuales son similares a las de un ventilador. Estas aspas generan un flujo de aire ascendente hacia la parte interior de la torre de enfriamiento. El agua cae en un recipiente y se retraerá desde ahí para al proceso de producción.

En el interior de las torres se monta un empaque con el propósito de aumentar la superficie de contacto entre el agua caliente y el aire que la enfría.En las torres se colocan deflectores o eliminadores de niebla que atrapan las gotas de agua que fluyen con la corriente de aire hacia la salida de la torre, con el objeto de disminuir la posible pérdida de agua.El agua se introduce por el domo de la torre por medio de vertederos o por boquillas para distribuir el agua en la mayor superficie posible.

El enfriamiento ocurre cuando el agua, al caer a través de la torre, se pone en contacto directo con una corriente de aire que fluye a contracorriente o a flujo cruzado, con una temperatura de bulbo húmedo inferior a la temperatura del agua caliente, en estas condiciones, el agua se enfría por transferencia de masa (evaporación ) y por transferencia de calor sensible y latente del agua al aire, lo anterior origina que la temperatura del aire y su humedad aumenten y que la temperatura del agua descienda; la temperatura límite de enfriamiento del agua es la temperatura de bulbo húmedo del aire a la entrada de la torre.

Existen sistemas de enfriamiento abiertos y cerrados. Cuando un sistema es cerrado, el agua no entra en contacto con el aire de fuera. Como consecuencia la contaminación del agua de las torres de enfriamiento por los contaminantes del aire y microorganismos es insignificante. Además, los microorganismos presentes en las torres de enfriamiento no son eliminados a la atmósfera.

El agua de la torre de enfriamiento se le da un tratamiento químico para ser más eficiente en los proceso de las plantas, para el control de corrosión, control del ensuciamiento e incrustaciones así como de PH.

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Las torres de enfriamiento son los equipos encargados de disipar grandes cantidades de calor, que se generan en los procesos industriales.La evaporación como causa de enfriamiento:El enfriamiento de agua en una torre tiene su fundamento en el fenómeno de evaporación, la evaporación es el paso de un líquido al estado de vapor y solo se realiza en la superficie libre de un líquido, un ejemplo es la evaporación del agua de los mares.Cuando el agua se evapora sin recibir calor del exterior es necesario que tome de sí misma el calor que necesita, esto origina que el agua se enfríe y por lo tanto que su temperatura disminuya.

3. CLASIFICACIÓN.

Hay equipos de múltiples tamaños y estructuras según la potencia a disipar, el fabricante, los materiales, etc., sin embargo podríamos clasificar las torres de refrigeración en dos grandes categorías:

• Equipos de tiro natural• Equipos con ventilación mecánica

3.1 Equipos de tiro natural.Hay varios tipos de equipos de tiro natural, entre ellos destacan:

Equipos basados en efecto chimeneaEn los que el agua pulverizada genera un punto caliente en la parte baja de la torre e induce el movimiento ascendente del aire habitualmente en contracorriente.

Estos equipos se emplean casi exclusivamente en grandes industrias y en centrales de producción de energía eléctrica (térmicas, nucleares, etc.), en general, sistemas que necesitan mover y refrigerar grandes cantidades de agua.

Estas instalaciones habitualmente no disponen de separadores de gotas, debido a la elevada perdida de carga que provocan estos elementos que disminuyen excesivamente el flujo de aire. No obstante, dada su elevada altura y geometría, la emisión de aerosoles es muy limitada.

Los equipos de tiro natural por efecto venturi

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Son muy poco utilizados en España, pero sirven para disipación de cargas térmicas medias/bajas.En cualquier caso las instalaciones de tiro natural se emplean en un pequeño porcentaje de las aplicaciones de torres de refrigeración en nuestro país.3.2 Equipos con ventilación mecánica

Torres abiertas de tiro inducido.Este tipo de torre dispone de ventiladores axiales, con transmisión directa, por correas o, en algunos modelos de gran tamaño, por caja reductora, sacando el o los motores al exterior de la corriente de aire húmedo. El rociado del agua se realiza mediante toberas y los fabricantes indican la presión recomendada en los colectores de distribución a los efectos de seleccionar la bomba adecuada en el sistema.

Torres abiertas de tiro forzado.Pueden incorporar ventiladores centrífugos o axiales, dispuestos generalmente en uno de los laterales del cerramiento (en algunos diseños se incorporan ventiladores en dos laterales, con la oportuna división interior que evita los flujos opuestos). En los casos de ventiladores axiales, generalmente con acoplamiento directo del motor sobre el ventilador. Cuando se utilizan ventiladores centrífugos, con transmisión por correas. El rociado del agua se realiza generalmente mediante toberas y los fabricantes indican la presión recomendada en los colectores de distribución a los efectos de seleccionar la bomba adecuada en el sistema.

Torres abiertas de flujo cruzado y tiro forzado.

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Los ventiladores axiales suelen ser de gran diámetro y giran a bajas revoluciones, accionados mediante transmisión a correas y la adecuada desmultiplicación en las poleas. El rociado del agua en estos modelos suele realizarse por gravedad, a partir de bandejas colectoras del agua caliente; la adecuada distribución se realiza a través de boquillas aspersores y regulaciones deslizantes en las bandejas. No se necesita presión adicional en la bomba de recirculación (salvo la necesaria para alcanzar el nivel superior de la torre, a cuyos efectos se ha de tener presente la altura del equipo).

Torres abiertas de flujo cruzado y tiro inducido.Esta disposición se emplea para equipos de tamaño mediano y grande. La entrada de aire se efectúa por dos extremos con sendos bloques de relleno y un ventilador central accionado por transmisión de correas o con motor acoplado directamente.

El rociado del agua en estos modelos se suele realizar por gravedad, a partir de bandejas colectoras del agua caliente sobre cada bloque de relleno; la adecuada distribución se realiza a través de boquillas aspersores y regulaciones deslizantes en las bandejas. No se necesita presión adicional en la bomba de recirculación (salvo la necesaria para alcanzar el nivel superior de la torre, a cuyos efectos se ha de tener presente la altura del equipo).

La peculiar inclinación del relleno persigue la uniforme distribución del agua en su descenso compensando el empuje lateral del aire. Los separadores se sitúan en vertical, en la cara interior del relleno, aumentando su eficacia al facilitar su escurrido.

Torres de circuito cerrado de tiro forzado.

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Una característica importante de este tipo de equipos es su configuración generalmente alargada con el fin de facilitar la disposición de serpentines con importantes distancias entre curvas, lo que mejora su comportamiento hidrodinámico y el rendimiento térmico. En su mayoría incorporan ventiladores centrífugos, dispuestos generalmente en uno de los laterales del cerramiento y accionados por transmisión de correas trapezoidales. Algún diseño incorpora ventiladores axiales que, en ese caso se sitúan en la parte superior, con los motores acoplados directamente, dispuestos en línea y funcionando con tiro inducido.

El rociado del agua se realiza generalmente mediante toberas y los fabricantes indican la presión recomendada en los colectores de distribución a los efectos de seleccionar la bomba adecuada en el sistema.

Las torres de circuito cerrado son de mucho mayor tamaño y peso que las abiertas de capacidad equivalente (entre 1,5 a 2 veces) en razón de que los serpentines requieren un mayor volumen ocupado que los rellenos de las torres abiertas para proveer la superficie de evaporación necesaria. Por razones constructivas, resultan también de mayor precio (entre 2 y 3 veces mayor) que las equivalentes abiertas.

Sus ventajas residen en que el agua de proceso permanece limpia y, debidamente tratada en su carga inicial, evita problemas de ensuciamiento, corrosión e incrustaciones en los condensadores, intercambiadores, máquinas, etc. que enfría.

Otra ventaja añadida es que el agua de enfriamiento (la que experimenta la evaporación) recircula solamente sobre el propio equipo y no trasciende al resto del sistema, facilitando y abaratando los tratamientos sanitarios respecto a la legionela y los propios de tratamientos de calidad del agua.

Torres híbridas de circuito cerrado.

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Existen diversas disposiciones para este innovador equipo, según los fabricantes lo van incorporando en sus catálogos. El modelo del esquema es de tiro inducido y ventiladores axiales, pero se dan otras disposiciones con ventiladores axiales o centrífugos y tiro inducido o forzado, según la inspiración o posibilidades de cada fabricante. Participa de las características que impone la incorporación de serpentines.

Cuenta con un serpentín adicional de tubo aleteado en su parte superior (o en algún lateral, sobre la entrada de aire al equipo) que efectúa un intercambio previo en seco, antes de comenzar el proceso evaporativo del agua. En épocas más o menos dilatadas del año, según el emplazamiento y la utilización, puede funcionar con menor tasa de evaporación e incluso totalmente en seco.

Su tamaño en planta es semejante a los equivalentes de circuito cerrado, pero su altura y peso suelen ser mayores. Por razones constructivas, resultan también de mayor precio (entre 2 y 3 veces mayor). Sus ventajas son las de los equipos de circuito cerrado. Además, el ahorro de agua (y los consiguientes tratamientos sanitarios y de calidad) pueden quedar reducidos en el cómputo anual a un 30% de los habituales con torres de circuito abierto de capacidad semejante.

Estos ahorros dependen básicamente del lugar de emplazamiento, las temperaturas requeridas para el agua de recirculación al sistema o proceso, los tiempos de funcionamiento y sus horarios, etc. y requieren para su estudio una cuidadosa toma de datos estadísticos de climatología y de las necesidades o, si no los hay, una proyección meticulosa y ponderada de las condiciones de funcionamiento previsibles, que junto a los datos estadísticos de condiciones climáticas permitan calcular los tiempos de retorno de la diferencia de inversión.

Hay que añadir a esto las ventajas de tipo medioambiental (ahorro energético en verano y ahorro de agua y vertidos en el resto del año) o, simplemente las derivadas de la eventual

escasez o limitación de suministro de agua.

3.3 Usos especiales de torres de refrigeración.

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Algunas torres de refrigeración tienen usos especiales, que les confieren características que deben de ser tenidas en cuenta aisladamente, por tanto algunas de las recomendaciones que aparecen es esta guía no les son de aplicación.

Entre estos usos se pueden destacar los siguientes:

a) Torres que utilizan agua de mar La evidencia científica actual indica que es altamente improbable el crecimiento de bacterias del tipo Legionella en el agua de mar, por tanto, las torres que utilizan exclusivamente agua de mar en su funcionamiento quedarían excluidas del ámbito de aplicación del Real Decreto. No obstante se recomienda realizar revisiones para comprobar su funcionamiento y estado higiénico-sanitario con la misma periodicidad establecida para el resto de las torres.

b) Torres que refrigeran aguas residuales en depuradoras En algunos sistemas de depuración de aguas residuales se usan torres para disminuir la temperatura del agua, antes de proceder a su vertido para cumplir la legislación vigente. Estas suelen ser torres de circuito único, sin recirculación, en las que se airea el agua Estas aguas suelen tener concentraciones elevadas de microorganismos que pueden dificultar el crecimiento de Legionella (tanto aerobios como anaerobios) y los parámetros físico-químicos se suelen mantener fuera de los rangos normales por su origen. Por tanto, en este tipo de torres no se deben considerar los análisis de parámetros físico-químicos y de aerobios totales en los controles habituales. Será suficiente garantizar niveles de Legionella, de acuerdo a los requisitos de esta guía.

3.4 Clasificación en función de la forma en que el aire atraviesa el relleno

— Flujo en contracorriente: El aire atraviesa de abajo a arriba el relleno de la torre.— Flujo cruzado: El aire atraviesa de forma lateral el relleno de la torre

4. COMPONENTES DE LAS TORRES DE ENFRIAMIENTO

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Estructura de una Torre de Enfriamiento:Columnas, amarres horizontales, refuerzos, juntas y trabes que configuran el armazón sobre el cual se construye la torre de enfriamiento y que puede ser de concreto, metal o madera.

Sistema de distribución de agua: El distribuidor es un tubo o un canal que contiene las boquillas de aspersión de

agua o los puntos de caída de agua.

• Debe lograr una distribución uniforme del agua sobre toda la sección transversal de la torre.

Hace referencia a la manera como se vierte el agua sobre la torre.

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Existen dos tipos de sistemas, uno que opera por gravedad y otro por presión. El primero se compone de un recipiente y unos agujeros que distribuyen el agua; tiene bajos costos de operación debido a la poca potencia de bombeo que requiere y es de fácil mantenimiento. Sin embargo no se usa en torres que operen a contraflujo debido a las dificultades que presentan en la distribución uniforme del agua. El segundo se compone de sistemas de pulverización con toberas orientadas hacia abajo que pueden ser en forma de espina de pescado o rotativas. Brindan mayor rendimiento al sistema pero su mantenimiento es más frecuente, y los consumos energéticos son mayores.

Ductos de Distribución de Agua:Sistema de tubería y sus accesorios que forma el circuito de transporte de agua de entrada (caliente), salida (fría) de reposición.

Empaques o Relleno:Es el material empaquetado que tiene la torre en su interior, su finalidad es brindar mayor tiempo y área de contacto del aire con el agua. El relleno debe provocar poca resistencia al paso de aire y mantener una distribución uniforme del agua durante todo su recorrido. Pueden diferenciarse dos tipos de relleno: de salpicadura y de película o laminares. En los rellenos de salpicadura las gotas de agua caen sobre una serie de pisos superpuestos que van haciendo la gota cada vez más pequeña. Puede presentar arrastre de gotas, por lo que se recomienda el uso de eliminadores de gota. Los rellenos laminares proporcionan mayor capacidad de enfriamiento, son más eficientes y no producen tanto goteo al exterior del equipo, sin embargo requiere un mantenimiento más frecuente.

Eliminadores de gotas:Son desviadores colocados en la parte superior de la zona empaquetada para minimizar las pérdidas de pequeñas cantidades de agua no evaporada. Los eliminadores básicamente retienen las gotas de agua arrastradas por el aire que salen de la torre. Son paneles ubicados en la parte superior que re direccionan el flujo y separan las gotas del aire, haciéndolas caer de nuevo sobre el relleno, tienen dos efectos positivos; el primero es reducir la reposición del agua y el segundo evitar la formación de ambientes saturados que puedan afectar las torres adyacentes.Persianas (Louvers):Ensambles instalados en las entradas de aire de la torre de enfriamiento para eliminar el salpiqueo de agua.

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Boquillas:Dispositivo para controlar la distribución del agua en la parte superior de una torre de enfriamiento. Las boquillas están diseñadas para suministrar agua en forma de rocío (spray), a presión (torre tipo contraflujo), o de chorro si es por gravedad (torre tipo flujo cruzado).

Ventiladores:Sistemas mecánicos rotatorios, consistentes en una masa central y aspas radiales, movidas por un motor eléctrico a través de un eje propulsor para hacer circular el aire a través de la torre de enfriamiento, por un tiro forzado o inducido, provistos de un sistema de protección y paro por excesiva vibración.

En las torres de enfriamiento se utilizan dos tipos de ventiladores: Axiales para torres de tiro forzado e inducido y centrífugos para torres de tiro forzado (Ver figura f). Los ventiladores axiales son apropiados para mover grandes volúmenes de aire y tienen mayores aplicaciones en equipos industriales grandes. Los ventiladores centrífugos son adecuados para impulsar caudales relativamente pequeños con mayores caídas de presión.

Chimenea de los Ventiladores:Ducto vertical, generalmente en forma de venturi, abierto en ambos extremos, cuya circunferencia rodea al ventilador protegiéndolo y minimizando las perdidas de entrada y la recirculación de aire caliente a la torre.

Se emplean en torres de tiro inducido para mejorar el comportamiento del ventilador y evitar efectos de recirculación de aire.

Pileta de Agua:Depósito estanque situado en la base de la torre de enfriamiento donde se colecta el agua enfriada y de donde se distribuye a las áreas de proceso.

Sistema de Bombeo de Agua:Conjunto de bombas y sus accesorios que sirven para establecer el flujo en circuito cerrado del agua.

Bombas. Las bombas reciben el agua del proceso y alimentan la torre. Consumen una fracción importante de la potencia requerida en todo el sistema. Cuando se trata de instalaciones grandes debe haber una bomba en reposo que pueda entrar en operación para efectos de mantenimiento o reparación de las otras.

Columnas:Son los miembros de soporte vertical principales de la estructura de la torre, construidas de concreto, metal o madera.

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Amarres Horizontales:Son las principales uniones horizontales de interconexión de las columnas, construidas de concreto, metal o madera.

Refuerzos:Miembros diagonales principales en la armazón, construidas de concreto, metal o madera.

Juntas y Trabes:Son los soportes horizontales para cargas vivas y cargas muertas, construidas de concreto, metal o madera.

Celdas:Secciones de la torre de enfriamiento operacionalmente completas, que pueden aislarse para fines de mantenimiento sin requerirse el paro total de la torre cuando esta es de dos o más celdas.

Anclajes de la Soporteria de las Celdas:Pernos y sus conexiones por medio de los cuales se aferra la estructura de la torre de enfriamiento a través de Sus columnas a su cimentación.Rejillas de los Ductos:Tamiz o red de aspiración que sirve para interceptar pedazos de madera o basura del agua que succionan las bombas.

Líneas de Conducción de Agua a Plantas de Proceso:Son los ramales derivados del cabezal de salida de agua fría y sus accesorios, para su uso en equipos de condensación o enfriamiento de las plantas de proceso.

Equipos de Enfriamiento con Agua en Plantas de Proceso:Equipos en los que se abate la temperatura de algunos productos que se manejan en las plantas do proceso por intercambio de calor de aquéllos con el agua.

Condensadores en Plantas de Proceso:Cambiadores de calor en los cuales se condensa un vapor o una mezcla de vapores solos o en presencia de un gas no condensable.

Líneas de Retorno de Agua de Enfriamiento:Tuberías de conducción del agua caliente procedente de los equipos de enfriamiento o condensadores de las plantas de proceso.

Cabezales de Retorno de Agua de Enfriamiento:Tubería en la que se colecta el agua caliente procedentes de las líneas de retorno para su reingreso a la torre de enfriamiento.

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Agua de Repuesto:Es la cantidad de agua que debe introducirse a la torre para reponer las pérdidas por evaporación, purga y arrastre con el aire.

Purga:Puesto que el vapor de agua puro se descarga por evaporación, los sólidos disueltos y suspendidos que quedan atrás se concentran. Si no hubiera otra pérdida de agua que la de evaporación, estos sólidos se concentrarían hasta formar una salmuera que causaría incrustación masiva y corrosión. Para compensar esto, se sangra un flujo regulado del sistema de circulación. Esta purga se calcula y se controla para remover sólidos a la misma tasa a la que se introducen por el reemplazo. Existen otras pérdidas no reguladas del sistema. Una es el arrastre; otras son las filtraciones, estas se incluyen en el cálculo de purga total.

Arrastre:Aunque el agua de evaporación es pura, algunas gotitas escapan como niebla a través del equipo de evaporación. En las torres de enfriamiento modernas, pueden añadirseeliminadores de niebla y de arrastre muy complicados para reducir estas pérdidas de gotitas en la tasa de recirculación.El brisado es la pequeña cantidad de agua sin vaporizar que se pierde en el equipo de enfriamiento atmosférico de agua en forma de neblina. Es el agua arrastrada por el aire en circulación. Dicho en otra forma, el brisado es la pérdida de agua, independientemente del agua pérdida por evaporación.

Material de Construcción de Torres de Enfriamiento:Las torres de enfriamiento se pueden construir con diferentes materiales algunos de los cuales son combustibles:

Partes de da Torre Material CaracterísticaEstructura y paredes. a). — Madera Combustible b). — Concreto Incombustible

Relleno y eliminadores a). — Madera Combustible De rocío. b). — Plástico Combustible

Chimeneas a). — Concreto Incombustible b). — Madera o Combustible Plástico

Los riesgos de incendio en las torres de enfriamiento proceden de la existencia de materiales combustibles y la probabilidad de conjugación de estos con fuentes externas o internas de incendio.

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5. FALLAS Y MANTENIMIENTO.

Las fallas que presenta una torre de enfriamiento, muy aparte de las fallas de sus componentes dinámicos, son las ya mencionadas en otros equipos, como el ensuciamiento, la corrosión y las fugas que se presentan en los materiales.

Un sistema de enfriamiento libre de incrustación y corrosión proporciona un rendimiento eficiente, lo cual redunda en ahorros en tiempo y dinero en la operación y el mantenimiento del mismo, y por si fuera poco brinda seguridad.

Ensuciamiento.

El ensuciamiento o fouling acarrea los siguientes problemas: Incremento de los costos de mantenimiento. Materiales especiales y/o consideraciones de diseño. Costo adicional de los químicos de limpieza de equipos. Reducción de la vida útil e incremento de los costos de energía. Incremento de los costos de regulación ambiental. Pérdida de capacidad de planta y/o de eficiencia de las opciones de recuperación

de desperdicio de calor.

Los Dispersantes inhiben la depositación de las sales sobre las superficies, debido a que modifican la solubilidad de las sustancias.Al mismo tiempo los dispersantes contribuyen a una menor formación de cristales y los que llegan a formarse lo hacen severamente distorsionados, siendo menos duros y menos adherentes.

Son sustancias que inhiben la depositación de las sales sobre las superficies metálicas, permitiendo entonces que los sistemas de enfriamiento trabajen a un mayor número de ciclos de concentración

Cuando los sistemas de enfriamiento trabajan a un mayor número de ciclos deconcentración, disminuyen tanto el consumo de agua, como los consumos de reactivos de tratamiento.

Efectos por la Presencia de Incrustaciones.Los más importantes son:• Reducción en la transferencia de calor de los intercambiadores.• Puntos calientes y corrosión en los equipos de transferencia.• Reducción de flujo y necesidad de paros para limpieza.• Pobre distribución de agua en las torres de enfriamiento.• Acumulación de depósitos en distintos puntos del proceso.

Corrosión.

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El agua de recirculación en sistemas abiertos de enfriamiento, puede causar ataques corrosivos al metal producidos por el agua evaporada, picaduras originadas y altas temperaturas.

La corrosión Provoca adelgazamiento de las partes metálicas, paros innecesarios por mantenimiento correctivo, forma depósitos aislantes en tuberías, da mal aspecto al agua de sistema.

Tipos De Corrosión.Corrosión Generalizada:Se trata de una corrosión uniformemente distribuida sobre la superficie metálica, en la que el desgaste es igual en todos los puntos y hay formación de grandes cantidades de óxido de fierro que contribuyen al ensuciamiento del sistema.

Corrosión Por Picadura: También conocida como pitting, ocurre en áreas específicas y no es homogénea, sino que forma cavidades en la superficie metálica.

PHEl PH es posiblemente de los parámetros que más importancia tienen en un sistema de enfriamiento; las bacterias que pueden estar bajo control a un PH neutro. Una variación hacia el PH acido puede traer como resultado la denominación por mohos o levaduras. Las algas presentan tendencia a predominar en PH’s alcalinos, pero una elevación del PH a más de 8.0 podría incidir en un florecimiento algal con la consecuente producción de limo.PH’s ácidos (menor de 6.0), favorecen la corrosión por el simple hecho de las características químicas del agua, y de la misma manera, un PH alcalino puede favorecer a la corrosión por el hecho de incrementar la reproducción de bacterias y algas que la provocarían. Por otra parte, para que el cloro surta un, mejor efecto como desinfectante (Biosida), debe predominar en la forma de ácido hipocloroso, ya que esta es 80 veces a 1 más efectiva que la forma de iones hipoclorito. Para lograr esto, el PH debe de estar entre 6.5 y 7.0 que equivaldría a tener el 94 y 77 % respectivamente de ácido hipocloroso.

MANTENIMIENTO

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El equipamiento con buen mantenimiento da los mejores resultados en su funcionamiento con el menor costo de mantenimiento. Se recomienda una programación de inspecciones regulares para garantizar un funcionamiento efectivo y seguro de la torre de enfriamiento.

A. Limpieza: Un experto en tratamiento del agua deberá limpiar y tratar con biocidas las instalaciones nuevas antes de su puesta en marcha. Elimine cualquier suciedad y basura que se haya acumulado en el estanque de agua fría. Elimine los sedimentos del estanque, del sumidero y de los filtros. Utilice una manguera de agua para limpiar los estanques de agua fría.

B. Rendimiento de la torre: Mantenga la torre limpia y la distribución de agua uniforme para obtener una capacidad de enfriamiento máxima continua. No se debe permitir que se formen depósitos excesivos de incrustaciones o algas en el surtidor o en los eliminadores. Mantenga las toberas libres de desechos para asegurar una distribución y enfriamiento del agua correctos.

C. Mantenimiento en el estanque colector de agua fría: El agua que abandona el surtidor cae en el estanque de agua fría que forma la base de la torre. Se tiene que ajustar el suministro del agua de reposición para mantener el nivel de agua, dependiendo de su capacidad. Mantener una profundidad de agua suficiente para evitar la cavitación.

Inspeccione ocasionalmente el estanque colector en busca de grietas, fugas y desconchados. Repare lo que sea necesario.

D. Mantenimiento en el sistema de distribución de agua caliente:Mantenga limpio y libre de arena, suciedad, algas e incrustaciones el sistema de distribución de agua caliente (tuberías y toberas). Las algas y las incrustaciones pueden obstruir las toberas, los eliminadores, el surtidor y las tuberías, así como pueden acumularse en el equipamiento alimentado, reduciendo de esta forma su rendimiento.

E.Estructura de la torre: Mantenga apretados los pernos de la estructura. Drene todas las tuberías de la torre. Durante el período de parada, limpie la torre y realice cualquier reparación

necesaria. Aplique un recubrimiento protector a todas las piezas metálicas, según sea

necesario. Debe prestarse particular atención a los soportes del equipamiento mecánico, el eje motriz y a los protectores del eje motriz. Realice una inspección visual para detectar si hay deterioro del concreto.

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F.Pintura: Limpie periódicamente y de ser necesario, retoque cualquier pintura astillada o dañada para evitar la corrosión.

G. Purga: La purga, o desangrado, es la eliminación continua de una parte del agua del sistema de circulación. Se usa para evitar que los sólidos disueltos se concentren en un punto donde puedan formar incrustaciones.

H. Espuma: A veces ocurre una formación vigorosa de espuma cuando se pone en funcionamiento una nueva torre. Este tipo de formación de espuma se reduce después de un período de funcionamiento relativamente corto.

La formación persistente de espuma puede ser causada por las concentraciones de ciertas combinaciones de sólidos disueltos o por la contaminación del agua circulante con compuestos que causen la formación de espuma. Este tipo de formación de espuma puede minimizarse a veces por el incremento de la purga, pero en algunos casos deben añadirse al sistema sustancias químicas depresoras de la formación de espuma. Los depresores de la formación de espuma están disponibles en varias empresas químicas.

I. Adición de Reactivos QuímicosObjetivos de los Tratamientos Químicos en las Torres de Enfriamiento

Prevención de Incrustación y Depósitos:• Modificando la solubilidad de las sales.• Dispersando los sólidos en suspensión.

Inhibición de la Corrosión:Estos aditivos basan su funcionamiento en la formación de capas como barreras entre el agua y la superficie metálica, y que interfieren en las reacciones de la corrosión mediante los siguientes mecanismos:• Las moléculas del inhibidor se depositan en la superficie del metal.• El inhibidor propicia que el metal forme su propia película protectora a base de óxidos metálicos.• El inhibidor reacciona con las sustancias presentes en el agua y se deposita en las superficies del metal.• Manejando un pH alto / alta alcalinidad.

Control de la Proliferación de Microorganismos:• Aplicando biocidas eficaces y adecuados, compatibles y sinergísticos entre sí.

Biodispersión o Remoción de Biocapa:• Aplicando un removedor que disperse la materia orgánica depositada sobre la superficie en donde fluye al agua de enfriamiento.

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6. RECOMENDACIONES OPERACIONALES

Las actividades para implementar las siguientes recomendaciones a ser realizadas por el usuario, requieren de la inspección visual y de la capacidad de enfriamiento actual.

A continuación se presentan algunos ejemplos más comunes en la operación de las torres de enfriamiento.

Distribución del agua a través de la torre.Indicación del problema:Se presentan cascadas o flujos anormales de agua en ciertas zonas.

Efecto en la operaciónReducción en la capacidad de enfriamiento

Problema:Fallas en el depósito de agua caliente, debido a boquillas tapadas o de boquillas con la roseta rota.

Solución:1.- Esta situación se puede corregir instalando boquillas nuevas. Para las torres de flujo cruzado se deberán arreglar las cajas de salpiqueo, tratando de repararlas y dejarlas en forma similar a como se encontraban en el diseño original.2.- Depósito de agua caliente: Es necesario observar en torres de flujo cruzado si el agua se distribuye en forma pareja con un nivel (tirante) mínimo de 0.1 m (4"), así mismo es importante notar que no exista formación de remolinos y que el agua salga de las cajas de salpiqueo con baja velocidad permitiendo que el depósito de agua caliente se vaya llenando suavemente.3.- Boquillas: Las boquillas deberán de estar completas en número y condición física, es decir deberán tener la roseta que forma el paraguas, condición principal para iniciar el proceso de enfriamiento, así mismo deberán tener insertada la reducción calculada para el flujo de recirculación de agua que se está manejando.En el caso de torres de contra-flujo se deberá revisar que las boquillas no se encuentren tapadas y produzcan el efecto de paraguas arriba descrito. En general en ambos tipos de torres se deberán limpiar o reponer las boquillas faltantes.4.- Cajas de salpiqueo: En torres de madera deben estar completas para producir la reducción de velocidad del agua que sale del cabezal de distribución que es el objetivo de estas cajas en el sistema de distribución.En torres de concreto es común que se encuentren mal diseñadas o mal construidas para lo cual es conveniente construir una caja de desborde cerrada alrededor de la caja de salpiqueo con objeto de reducir totalmente la velocidad.5.- Válvulas de control de flujo (Mariposa): Simplemente es necesario revisar que se encuentren completas que no estén inhabilitadas y que reduzcan o aumenten el flujo según se dese.

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Relleno.Indicación del problemaFalta de mantenimiento en el relleno.

Efecto en la operaciónReducción en la capacidad de enfriamiento

Problema:El relleno está incompleto, roto o doblado por la acción de los fuertes flujos de agua.

Solución:1.- Esta situación se corrige con el arreglo del sistema de distribución é instalando los perfiles o tabletas faltantes.2.- En el caso de torres de contra-flujo instalar las parrillas ó paquetes de relleno faltantes, por el del mismo tipo.3.- En caso de realizar algún cambio del relleno original es conveniente asegurarse de que el nuevo tipo haya sido probado en equipos en operación y realizar el cambio (no combinado) en secciones completas, es decir medias celdas mínimo en torres de flujo cruzado o la sección empacada completa en torres de contra-flujo para poder comparar las bondades del nuevo empaque instalado.

De esta forma el operador sin entrar en pruebas de comportamiento especializadas se dará cuenta inmediatamente si el cambio tuvo los efectos de mejoría esperados.

Eliminadores de Rocío.Indicación del problema:Lluvia constante que se produce alrededor de la torre.

Efectos en la operación:1.- Reducción en la capacidad de enfriamiento.2.- Pérdidas de agua por arrastre.

Problema:Eliminadores operando inadecuadamente o en mal estado. Esta falla se debe a que se encuentran secciones de eliminadores rotas, dobladas o faltantes, debido al paso del tiempo o porque el diseño de los eliminadores no es el adecuado.

Solución:1.-. Lo primero que se deberá arreglar es el completar o cambiar las piezas faltantes y observar si al tener los eliminadores de acuerdo al diseño original continúa la lluvia, en este caso el cambio de eliminadores es el único camino para corregir el problema.2.- Se deberá analizar el perjuicio que está ocasionando el arrastre y decidir si es soportable o es indispensable cambiarlos para evitar posibles daños en los equipos aledaños o problemas de obstrucción de visibilidad que puedan crear algún peligro.

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Paredes Laterales y PersianasIdentificación del problema:Mediante la inspección visual.Efectos en la operación:Reducción en la capacidad de enfriamiento.Problema:Paredes laterales y persianas en mal estado.

Solución:En las torres de edad son de asbesto cemento, si no se encuentran muchas dañadas se pueden instalar nuevamente de asbesto-cemento teniendo cuidado de que las ondas de las láminas sean similares a la onda original y teniendo cuidado de sellar perfectamente las uniones para evitar fugas.

Estructura de madera.Identificación del problema:1.- Las secciones que más fácilmente se dañan con los años son aquellas que están en la zona de eliminadores de rocío tanto para torres de flujo-cruzado como torres de contra-flujo. Una revisión sencilla consiste en tratar de encajar un punzón en diferentes secciones de la madera; si el punzón entra con facilidad es señal que la madera está ya deteriorada y que deberá cambiarse la columna, travesaño o larguero revisado.2.- Al mismo tiempo que se va revisando en forma sencilla la estructura, se debe también revisar el estado de los conectores estructurales y la tornillería. Cuando ha habido exceso de vibración producida por de ajustes del equipo mecánico, toda la estructura vibra también y la tornillería va abocardando el orificio en donde está instalada, permitiendo el inicio del deterioro de la madera. Es necesario observar el avance de ese deterioro y el estado de corrosión de la tornillería. Si está avanzado esté último es recomendable cambiar toda la tornillería para evitar daño general en la estructura y asegurarse que el equipo mecánico esté bien balanceado y alineado.Efectos en la operación:Debilitamiento en la estructura de la torre.Problema:Estructura de madera dañada.

Solución:1.- Al solicitar madera de repuesto para las partes dañadas es muy importante especificar que ésta venga tratada después de fabricada y con el tratamiento a presión a base de sales siguiendo los lineamientos del CTI y de la AWPA*, solicitando inclusive los resultados de los análisis y realizando una simple inspección en la madera recibida comprobando la penetración y la retención de la solución en la misma.

2.- La misma revisión se deberá realizar en otros componentes de madera teniendo mucho cuidado de reponer las piezas en mal estado sobre todo en el caso de la escalera, barandales y pasillos por razones de seguridad.

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