Las torres de refrigeración o torres de enfriamiento son instalaciones que utilizan el principio de la evaporación del agua para refrigerar distintos procesos.
Existen distintos tipos de torres de refrigeración, versátiles y aplicables a diversas industrias. Considerando factores como el proceso, la calidad del agua, el clima, la localización geográfica y otras circunstancias, existe un tipo de torre adecuado para satisfacer las necesidades específicas de cada cliente.
En términos generales, las torres de enfriamiento se dividen en dos categorías principales según el mecanismo de transferencia de calor aplicado: la evaporación.
Torres de refrigeración evaporativas y no evaporativas
En estas primeras, las torres de enfriamiento evaporativas, parte del fluido que interviene se evapora al entrar en contacto con el aire, produciendo el enfriamiento del resto del fluido. El enfriamiento del todo se obtiene por evaporación de una parte del fluido.
Cuando el agua caliente entra en la torre de enfriamiento, se extiende uniformemente sobre toda la superficie del relleno. Simultáneamente, un ventilador impulsa el aire hacia arriba a través del relleno, descomponiendo el agua en diminutas gotas que liberan su calor al aire.
Este proceso de evaporación reduce la temperatura de la masa de agua, que cae en la balsa de la torre a una temperatura inferior a la inicial. Esta torre es reconocida por la sencillez y efectividad de su funcionamiento y destaca como la opción más común.
En el segundo tipo de torres, las no evaporativas, no tiene lugar el proceso de evaporación. El enfriamiento se produce por otro mecanismo diferente.
Otro criterio para clasificar las torres de enfriamiento y las soluciones de refrigeración es el del contacto del agua y el aire:
Soluciones de Circuito Abierto
En las torres de refrigeración de circuito abierto el agua está en contacto directo con el aire al que cede su calor.
En las torres de circuito abierto, cuanto mayor es la superficie de contacto entre el agua y el aire mayor es la evaporación y por tanto la capacidad de refrigeración de una torre. De hecho, el contacto directo que se da en el relleno es el núcleo fundamental de una torre de refrigeración, por esto es importante el buen estado del relleno, de modo a optimizar la capacidad de refrigeración de una torre.
Soluciones de Circuito Cerrado
Torres de refrigeración cerradas
Este tipo de torres tienen en su centro un coil o serpentín, por el que circula el agua o cualquier otro fluido como un aceite o amoniaco. Al mismo tiempo, del lado de fuera del coil, el agua moja los tubos y el aire róbales calor enfriando así el fluido que circula dentro del serpentín.
Condensadores evaporativos
Esta solución difiere en el proceso de evaporación, en lugar de entrar un líquido caliente que sale a menor temperatura entra un vapor que se condensa en el serpentín y sale en forma de líquido o fluido.Una alternativa que se asemeja a un circuito cerrado es la integración de torres evaporativas abiertas combinadas con un intercambiador de calor de placas. Una vez que los intercambiadores destacan por su eficiencia de transmisión de calor y por un mayor desempeño económico, esta solución es ampliamente utilizada en la industria.
Otro de los criterios para clasificar las torres de refrigeración es según el tiro del aire:
Torres de Tiro Natural
Este es el tipo de torre de refrigeración es tradicionalmente más usado en centrales térmicas y nucleares donde la fiabilidad de funcionamiento ha de ser máxima.
Las torres de tiro natural son grandes construcciones de hormigón con una chimenea alta que hace con que el aire se mueva por diferencia de densidad, por lo que no hay un consumo de energía como tal. Estas torres son seguras, de nulo consumo energético y generalmente se utilizan para el enfriamiento de grandes caudales de agua. Es característico de este tipo de torres su enorme penacho de fumo que no es otra cosa que vapor de agua. Su impacto visual suele confundirse erróneamente con gases tóxicos y contaminación.
Por su alto coste y envergadura esta no es una aplicación adecuada para todas las industrias.
Torres de Tiro Mecánico
Las torres de tiro mecánico son todas las torres que utilizan la potencia de los motores de ventilación para impulsar el aire a través de su relleno. A su vez, se clasifican en torres de tiro inducido y de tiro forzado:
Tiro inducido
Las torres de refrigeración de tiro inducido disponen de ventiladores situados en la parte superior de la torre que extraen o chupan el aire. Los ventiladores se mueven por sistemas mecánicos que incluyen reductores, ejes de transmisión y motor eléctrico.
Tiro forzado
Las torres de refrigeración de tiro forzado, al igual que las de tiro inducido, funcionan con un ventilador. La diferencia radica en que en este caso el ventilador está ubicado en la parte inferior de la torre e impulsa el aire al exterior por la parte superior de la misma.
Torres adiabáticas
En una torre de refrigeración adiabática el consumo de agua es mínimo. Además, si está bien diseñada, no se da ni siquiera una cortina de agua sino un hilo. Estas 2 circunstancias permiten que el agua no esté circulando durante tiempo impidiendo así la propagación de bacterias, y que tampoco exista pulverización o aerosol. Lo que hace que estés sistemas estén exentos de la aplicación de la normativa sobre legionela.
Este tipo de torres se suelen utilizar en casos en que el agua escasea o hay una especial sensibilidad hacia ella.
Torres híbridas
Las torres de refrigeración híbridas combinan la tecnología de las torres enfriadas por aire mediante intercambiadores de calor, y el enfriamiento evaporativo.
Se requieren motivos fundamentados para considerar la implementación de una torre híbrida, y su utilización se aconseja únicamente en situaciones específicas, como en casos de elevadas temperaturas con variaciones intermitentes.