Semana 14 - Torres de Enfriamiento

TORRES DE ENFRIAMIENTO
OPERACIONES EN SERVICIOS DE PLANTA

TORRE DE ENFRIAMIENTO
https://www.youtube.com/watch?v=ph3rH06DlFY
https://www.youtube.com/watch?v=ph3rH06DlFY
AGUA DE ENFRIAMIENTO
El agua de enfriamiento es unos de los medios útiles para la
transmisión de grandes cantidades de calor generado en los
procesos industriales, siendo uno de los servicios auxiliares más
difundidos en la industria.
PROPÓSITOS DEL AGUA DE ENFRIAMIENTO
El propósito primordial del agua de enfriamiento es retirar el calor

generado por los equipos de los procesos. Las torres de enfriamiento
permiten la amplia reutilización del agua tratada químicamente y la
reducción de la cantidad de agua de reposición necesaria.
En la mayoría de ellas, el agua circula desde las torres hacia los

intercambiadores en varios procesos/sistemas de equipos para retirar el
calor y de esta forma enfriar el proceso y el equipo. El agua calentada
fluye y/o se bombea de vuelta a la torre de enfriamiento en donde se enfría
y luego se reutiliza.
TIPOS DE SISTEMAS DE AGUA DE ENFRIAMIENTO
SISTEMAS DE UN SOLO PASO
Los sistemas de un solo paso pasan el agua de enfriamiento solamente una

vez a través del equipo intercambio de calor y luego la envían de regreso a
la fuente original o hacia algún recibidor de agua, por ejemplo, lago, río,
pozo, etc.
SISTEMAS DE RECIRCULACIÓN ABIERTA
Los sistemas de recirculación abierta utilizan la piscina de la torre de enfriamiento
como la fuente de agua de enfriamiento. Después de pasar recogiendo calor a través
de los intercambiadores de calor de los procesos, el agua se envía de regreso hacia la
torre de enfriamiento en donde se enfría por contacto directo con el aire atmosférico a
través de la torre. Luego se la se envía de regreso a la piscina de la torre para la
recirculación.
SISTEMAS DE RECIRCULACIÓN CERRADA
 Encierran el agua de enfriamiento por completo dentro de las tuberías del sistema y
de los intercambiadores de calor.
 El calor que se absorbe en los intercambiadores de calor de los procesos
generalmente se disipa por enfriamiento con aire.
 El contenido de minerales en el agua del sistema generalmente permanece constante
 Por lo general el agua de enfriamiento de recirculación no se pierde del sistema,
excepto en el caso de la existencia de fugas.
 Por ende se necesita una pequeña cantidad de agua de reposición, lo cual da como
resultado un agua de reposición de mejor calidad (tratada).
¿QUÉ ES UNA TORRE DE ENFRIAMIENTO?
Una torre de enfriamiento es una máquina
térmica utilizada para enfriar agua,
mediante la evaporación de un pequeño
porcentaje de la misma agua que se enfría
(enfriamiento evaporativo). Dicha
evaporación se estimula con una corriente
de aire y con la atomización del agua
recirculada. La cantidad de calor extraído
para enfriar el agua depende de las
condiciones climáticas del sitio de
operación (altura sobre el nivel del mar,
temperatura de bulbo seco y temperatura
de bulbo húmedo.
PROPÓSITOS DE UNA TORRE DE ENFRIAMIENTO
 Las torres de enfriamiento deben proporcionar suficiente agua de enfriamiento para
todo el equipo de la planta.
 Una torre de enfriamiento extrae el calor a través de la disminución de la
temperatura de la corriente de agua mediante su contacto con el aire y la
evaporación de parte de la corriente de agua.
 Las torres de enfriamiento son fundamentales para una refinería desde el punto de
vista económico y de conservación del agua.
 En una refinería muy grande pueden circular alrededor de 600,000 gpm (galones
por minuto) de agua a través de las torres de enfriamiento. Solamente se necesitan
alrededor de 9,000 gpm de agua de reposición (agua fresca que se añade al sistema
para "reponer" las pérdidas por evaporación, generación de neblina hacia el aire y
fugas) para mantener funcionando al sistema. Si no se utilizaran las torres de
enfriamiento, los 600,000 gpm de agua fresca deberían ser repuestos en su
totalidad, lo cual representaría un costo tremendo en términos del consumo de
agua, productos químicos necesarios para su purificación y para su limpieza en
caso de estar contaminada con hidrocarburos.
PARTES DE UNA TORRE DE ENFRIAMIENTO
TORRE DE ENFRIAMIENTO
https://www.youtube.com/watch?v=jRIGp5zt_wg
DIAGRAMA DE UNA TORRE DE ENFRIAMIENTO
TIPOS DE TORRE DE ENFRIAMIENTO
TORRES DE ENFRIAMIENTO DE TIRO NATURAL
En 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
TORRES DE ENFRIAMIENTO DE TIRO NATURAL
TORRES DE ENFRIAMIENTO DE TIRO FORZADO
1. Flujo de entrada del agua caliente

2. Zona de aspersión
3. Zona de relleno (polímero)
4. Flujo de entrada del aire
5. Balsa de contención del agua enfriada
6. Flujo de salida del agua enfriadatime
TORRES DE ENFRIAMIENTO DE TIRO FORZADO
TORRES DE ENFRIAMIENTO DE TIRO INDUCIDO
1. Flujo de entrada del agua caliente

2. Zona de aspersión
3. Zona de relleno (polímero)
4. Flujo de entrada del aire
5. Balsa de contención del agua enfriada
6. Flujo de salida del agua enfriadatime
TORRES DE ENFRIAMIENTO DE TIRO INDUCIDO
TORRES DE ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO
Son equipos en los que el relleno se sustituye por un serpentín que realiza
la condensación directa del gas refrigerante en el caso de condensador
evaporativo y actúa de intercambiador de calor en el caso de una torre a
circuito cerrado.
CLASIFICACIÓN EN FUNCIÓN DE LA FORMA
EN QUE EL AIRE ATRAVIEZA 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.
CLASIFICACIÓN EN FUNCIÓN DE LA FORMA
EN QUE EL AIRE ATRAVIEZA EL RELLENO
PREVENCIÓN EN LAS TORRES DE ENFRIAMIENTO
PARA EVITAR LA CORROSIÓN PARA EVITAR LA INCRUSTACIÓN
 Instalación de testigos de corrosión  Protección de equipos y tuberías.
 Monitoreo de la velocidad de corrosión  Optimización de procesos.
 Protección de equipos y tuberías.  Eficiencia en la transferencia de calor.
 Evitar costosos mantenimientos correctivos
PARA EVITAR EL ENSUCIAMIENTO

 Control de la proliferación microbiológica.
 Eliminación de algas, hongos y levaduras.
 Disminución de paros no programados por
mantenimiento
PRINCIPALES PROBLEMAS EN LAS TORRES DE ENFRIAMIENTO
Incrustación
Reduce la eficiencia en la transferencia de calor.
 Paros innecesarios por mantenimiento correctivo, lo que conlleva:
gastos en mano de obra y en desincrustantes químicos o
mecánicos.
 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.
 Los responsables de la incrustación son las sales de calcio y
magnesio presentes en mayor o menor grado en todas las fuentes
del agua.
Corrosión uniforme
 La corrosión es debida a bajos valores de pH (inferiores a 7.5)
y a la presencia de acidez mineral libre (H2SO4) y HC1),
bióxido de carbono y ácido carbónico (H2CO3).
 Provoca adelgazamiento de las partes metálicas, paros
innecesarios por mantenimiento correctivo, forma depósitos
aislantes en tuberías, da mal aspecto al agua de sistema.
Corrosión puntual
Es debida al oxigeno presente en el agua
Corrosión electroquímica
Como se menciono anteriormente la corrosión galvánica se da
entre dos metales de grupos reactivos diferentes.
Corrosión por erosión
Causada por alto contenido de sólidos totales disueltos.
Corrosión uniforme
Es debida a bajos valores de pH y a la presencia de acidez
mineral libre, bióxido de carbono y ácido carbónico.
Corrosión puntual
Es debida al oxígeno presente en el agua
Corrosión electroquímica
Como se menciono anteriormente la corrosión galvánica se da
entre dos metales de grupos reactivos diferentes.
Corrosión por erosión
Causada por alto contenido de sólidos totales disueltos.
PRODUCTOS QUÍMICOS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUA
Cloro o Hipoclorito de Sodio
El cloro o hipoclorito de sodio se utiliza para inhibir el crecimiento de algas en el
agua. Rutinariamente se hace análisis del agua de enfriamiento para mantener las
concentraciones correctas.
Biocidas
Los Biocidas son aditivos que se utilizan para controlar los crecimientos
microbiológicos que atacan la estructura de madera de la torre (ej. hongos).
Fosfato de Zinc
El fosfato de zinc es un producto químico que actúa como un inhibidor de corrosión
en el sistema de agua de enfriamiento.
Ácidos
Se utilizan ácidos para controlar el pH (medida de acidez o alcalinidad de una
solución). Por lo general se adiciona ácido sulfúrico para controlar el nivel de pH en
el agua de enfriamiento. El objetivo es evitar que el agua de enfriamiento se vuelva
demasiado alcalina. Cuando esto ocurre, se pueden formar descamaciones y
depositarse en el equipo intercambiador de calor.
Gracias por su atención

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El propósito primordial del agua de enfriamiento es retirar el calor

En la mayoría de ellas, el agua circula desde las torres hacia los

Los sistemas de un solo paso pasan el agua de enfriamiento solamente una

1. Flujo de entrada del agua caliente

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PARA EVITAR EL ENSUCIAMIENTO

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