Relación entre el goteo en torres de refrigeración y las emisiones de PM10 y PM2,5

Un tema que atrae cada vez más atención en la industria de las torres de refrigeración son las emisiones de PM10 y PM2,5. Se está exigiendo una reducción de las emisiones al medio ambiente a medida que las normativas gubernamentales sobre permisos siguen haciéndose más estrictas. Desde la perspectiva de las torres de refrigeración, esto se relaciona con las emisiones de goteo; sin embargo, existe un pequeño abismo entre la tasa de goteo y los valores de emisiones PM10 y PM2,5.

Como base para esta discusión, tenemos que definir unas emisiones PM10 y PM2,5. PM10 se refiere a Particulate Matter (Partículas en Suspensión), con un valor de 10 micras (10×10^-6m) de diámetro o inferior. PM2,5 se refiere a Particulate Matter con un diámetro igual o inferior a 2,5 micras (2,5×10-6m). Estos niveles de tamaño son importantes por motivos de salud; las partículas PM10 son lo suficientemente pequeñas como para ser inhaladas por la boca y penetrar en las partes más profundas de los pulmones, y las PM2,5 son lo suficientemente pequeñas como para ser inhaladas por las fosas nasales. Dado que estas partículas pueden alcanzar las partes más alejadas del sistema respiratorio, pueden afectar a la función respiratoria provocando o empeorando afecciones como el asma y la bronquitis.

La tasa de goteo se suele calcular como el porcentaje emitido del caudal de agua circulante a través de una torre de refrigeración. Sin embargo, lo fundamental es que el porcentaje puede convertirse en un caudal másico, ya sea como "lbm (o kg) de agua por tasa de tiempo" o "galones por minuto (o litros por segundo)" en función de la densidad del agua. El vínculo que hay que tener en cuenta al relacionar las emisiones de gotas -una determinada masa de agua- con una emisión de PM10 o PM2,5 -una determinada masa de partículas- es el conocimiento de que las partículas resultantes de una gota son iguales a los sólidos que quedan después de que se evapore el agua que forma la gota. Esos sólidos son una función del tamaño de la gota de agua (y del volumen de agua que representa) que acabará evaporándose, y también son una función de la concentración de sólidos disueltos (TDS - Eotal Dissolved Solidos) en el agua.

Las gotas de agua más grandes contienen más masa de sólidos disueltos que las gotas más pequeñas. Las concentraciones más altas de TDS contienen más sólidos que las concentraciones más bajas. Por lo tanto, si tiene gotas grandes y gordas con una concentración de TDS muy alta, lo más probable es que las partículas que se creen cuando el agua se evapore sean mayores de 2,5 y también de 10 micras, por lo que no se considerarán emisiones de PM2,5 ni de PM10. Cuanto más finas sean las gotas y más "pura" sea el agua, mayor será la probabilidad de que todas las emisiones sean PM10 o PM2,5.

Al final, para calcular realmente las emisiones de PM10 y PM2,5, es necesario conocer la información sobre el diámetro de gota/eficiencia fraccionaria de los eliminadores de gotas. Esto se ve afectado por la velocidad del aire y también por los diámetros de las gotas que entran en el eliminador de gotas, lo que significa que se necesita información sobre la boquilla. El TDS del agua circulante es otro parámetro necesario. Los últimos datos que se requieren son el perfil de velocidad del aire de los eliminadores de gotas y el rendimiento de la tasa de deriva en función de la velocidad. Con estos datos en la mano, es posible calcular una estimación razonable de las emisiones de PM10 y PM2,5.

Dados los constantes cambios en las normativas y la aplicación más generalizada de los límites de los permisos de aire en nuevas jurisdicciones, la industria de las torres de refrigeración apenas está empezando a abordar estas mayores necesidades. Muchos fabricantes de eliminadores de gotas aún no han probado las eficiencias fraccionales DE o la tasa de goteo vs. los rendimientos de la velocidad del aire y los espectros de las gotas emitidas por las distintas boquillas son en su mayoría desconocidos. Brentwood comenzó a realizar pruebas para obtener parte de esta información hace años, y seguiremos probando nuestros productos para proporcionar los datos necesarios para este tipo de cálculos mientras lideramos el camino a seguir.