Cómo seleccionar el mejor sistema de filtración para su torre de refrigeración

Por qué su torre puede necesitar filtración mecánica

Las torres de refrigeración son un tipo de intercambiador de calor que utiliza el contacto directo entre el aire y el agua para disipar el calor de un proceso al ambiente exterior. Hay cientos de procesos a los que sirven las torres de refrigeración: Sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, generación de energía y diversas operaciones de fabricación, por nombrar algunos. La propia torre se considera a menudo la parte "sencilla" del bucle del proceso de refrigeración, pero los descuidos relacionados con la optimización de las condiciones de funcionamiento y el mantenimiento de la torre pueden acarrear costes significativos. Un factor que contribuye directamente a este aumento de los costes de funcionamiento es una condición evitable denominada ensuciamiento.

El ensuciamiento se produce cuando la suciedad y otros sedimentos del sistema se adhieren a una capa microbiológica, creando una película aislante que causa estragos en la conductividad térmica de sus superficies de transferencia de calor. La receta perfecta para el ensuciamiento dentro de un sistema es una combinación de crecimiento microbiológico (bacterias, algas, hongos, etc.) junto con sólidos en suspensión (suciedad, arena, hierba, polen, incrustaciones, etc.). La mayoría de los propietarios de torres incorporan biocidas y otras tácticas dentro de su programa de tratamiento químico para abordar el crecimiento microbiológico y los posibles problemas de salud (por ejemplo, la legionela) asociados a él. Sin embargo, un paso que a menudo se pasa por alto después del tratamiento químico es abordar la otra mitad de la ecuación del ensuciamiento: los sólidos en suspensión. La forma más eficaz de tratar los sólidos en suspensión dentro de un sistema es incorporando la filtración mecánica.

Cuando el propietario de una torre toma la decisión de que la filtración es el siguiente paso para su programa de gestión del agua, una búsqueda rápida sobre filtros puede resultar abrumadora. Habrá afirmaciones sobre filtración ultrafina, filtros de alta eficacia, filtros con bajo consumo de agua y costes operativos anuales... pero ¿cómo puede el propietario de una torre cribar entre todas estas ofertas para seleccionar el filtro que mejor se adapte a su aplicación?

Hay varias consideraciones a tener en cuenta a la hora de seleccionar un tipo de filtración para la torre de refrigeración:

Grado de filtración requerido. Un análisis de la distribución del tamaño de las partículas permitirá saber qué tamaño (micras) ocupan más volumen.

Caudal. ¿Qué caudal debe poder manejar el sistema? ¿Es preferible una pérdida de presión constante o variable?

Método de instalación. De los tres principales métodos de instalación -barrido de cuenca, chorro lateral, chorro completo- ¿cuál proporcionará la filtración más eficaz para la aplicación?

Consumo de agua y mantenimiento. ¿Cuál es la cantidad aceptable de mantenimiento y pérdida de agua? Algunos tipos de filtración requieren un retrolavado (pérdida de agua) y un mantenimiento rutinario considerablemente mayores que otros.

Huella del sistema. ¿Existen limitaciones de espacio en el lugar de instalación deseado? El tamaño total de un sistema de filtración puede variar mucho en función del tipo, el caudal y el método de instalación elegidos.

Coste. ¿Cuál es el periodo de amortización tras evaluar la inversión inicial de capital, los costes operativos anuales y el ahorro previsto al implantar un sistema de filtración?

Aunque las consideraciones anteriores son un excelente punto de partida, no es una lista exhaustiva. La mayoría de los fabricantes de sistemas de filtración estarán más que encantados de ayudar al propietario de una torre a seleccionar la solución óptima para su aplicación específica. Así pues, repasemos los principales tipos de filtración para torres de refrigeración, cada uno con sus respectivas ventajas e inconvenientes.

Comparación de tecnologías de filtración

Filtros de malla automáticos
Los filtros de malla automáticos son esencialmente coladores de cesta más avanzados. Una malla rígida con un tamaño de abertura de orificio seleccionado por el usuario permite que el líquido fluya a través de ella mientras atrapa las partículas más grandes que el tamaño del orificio. A medida que se filtran más partículas del líquido, el diferencial de presión a través del tamiz aumenta y acabará indicando el inicio de un retrolavado, limpiando el tamiz y volviendo a empezar el proceso. El exclusivo diseño de retrolavado de los filtros de malla automáticos permite la limpieza sin una inversión completa del flujo.

Pros:

• Capaz de eliminar partículas de hasta 10 micras
• No se ve afectado por el peso de las partículas a filtrar
• Consumo de agua relativamente bajo durante el retrolavado

Contras:

• Puede requerir un mantenimiento frecuente para revisar los componentes
• Presión diferencial variable

Separadores centrífugos
Los separadores centrífugos crean un vórtice dentro de una cámara de separación que hace que los sólidos con una gravedad específica superior a la del agua fluyan hacia abajo pasando por una placa de recogida. El líquido filtrado sale entonces por la parte superior de la unidad, volviendo al proceso. Los sólidos que se separan del líquido se purgan con una duración y frecuencia definidas por el usuario mediante una válvula de bola motorizada. Los separadores han demostrado ser extremadamente eficaces para partículas de hasta 40 micras. La capacidad de filtración aumenta a medida que lo hace la gravedad específica de los sólidos.

Pros:

• Requiere poco mantenimiento (sin filtros, piezas móviles ni medios consumibles)
• Presión diferencial constante
• Capaz de filtrar una amplia gama de tamaños de partículas
• Consumo mínimo de agua durante el proceso de purga

Contras:

• Limitado a sólidos más pesados que el agua
• No apto para filtración ultrafina

Filtros de arena
Los filtros de arena se componen de un recipiente de forma cilíndrica que se rellena internamente con un medio filtrante de arena. El líquido a filtrar se bombea al filtro de arena a un caudal bajo. A medida que el líquido fluye a través del recipiente, las partículas son capturadas dentro del medio de arena. A continuación, el líquido filtrado sale por el fondo del recipiente de vuelta al proceso.

Pros:

• Capaz de eliminar partículas de hasta 10 micras
• No se ve afectado por el peso de las partículas a filtrar

Contras:

• Se necesitan grandes volúmenes de contralavado para eliminar las partículas filtradas
• Puede requerir un mantenimiento significativo en comparación con otras técnicas de filtrado
• Grandes necesidades de espacio
• Presión diferencial variable
• Coste elevado en relación con otras técnicas de filtrado con el mismo caudal

Filtros de disco
Los filtros de disco utilizan pilas de discos, normalmente de plástico, para filtrar partículas de un rango específico de micras. Cada disco tiene ranuras grabadas que, al apilarse bajo presión, crean huecos entrecruzados para atrapar las partículas. A medida que se filtran más partículas del líquido, el diferencial de presión a través del filtro aumenta y acabará provocando un retrolavado, limpiando los discos y volviendo a empezar el proceso.

Pros:

• Capaz de eliminar partículas de hasta 10 micras
• No se ve afectado por el peso de las partículas a filtrar
• Consumo de agua relativamente bajo durante el retrolavado

Contras:

• Puede requerir un mantenimiento frecuente y la sustitución de los discos
• Presión diferencial variable

Aunque los tipos de filtración mencionados son algunos de los más comunes, existen muchas tecnologías de filtración diferentes a disposición de los usuarios finales. Con todas las opciones que existen, es clave que los propietarios de torres de refrigeración comprendan el grado de filtración y los requisitos generales para su aplicación. Un análisis en profundidad de los pros/contras, riesgos y costes operativos anuales de cada tipo ayudará a promover una decisión informada.

Independientemente del proceso que requiera la refrigeración, una medida es cierta: el agua limpia es un paso fundamental para garantizar que su equipo de intercambio de calor funcione de forma segura y eficaz.