Torres de enfriamiento, describe el proceso de intercambio de energía calorífica en centrales y artefactos de menor tamaño.

1. TORRES DE ENFRIAMIENTO
ING. Gino Bucheli – Mi Wi

2. Los procesos de enfriamiento del agua se cuentan entre los más
antiguos que se conocen. Algunos de estos procesos son lentos,
como el enfriamiento del agua en la superficie de un estanque. El
proceso de transferencia de calor comprende:
• La transferencia de calor latente debido a la evaporación de una
porción pequeña de agua.
• La transferencia de calor sensible debido a la diferencia de
temperatura entre el agua y el aire.

5. Funcionamiento Básico
En las torres de enfriamiento se consigue disminuir la temperatura
del agua caliente que proviene de un circuito de refrigeración
mediante la transferencia de calor y materia al aire que circula por
el interior de la torre. A fin de mejorar el contacto aire-agua, se
utiliza un entramado denominado “relleno”.

6. Las torres de enfriamiento son equipos que se
emplean para enfriar agua en grandes volúmenes,
siendo el medio más económico para hacerlo, si se
compara con otros equipos de enfriamiento como los
intercambiadores de calor donde el enfriamiento
ocurre a través de la pared.
Existen distintos tipos de torres de enfriamiento. Las
hay para la producción de agua de proceso que sólo
se puede utilizar una vez, antes de su descarga.
También hay torres de enfriamiento de agua que
puede reutilizarse en el proceso.
El agua entra en la torre por la parte superior y se distribuye uniformemente sobre el relleno
utilizando pulverizadores.

7. • 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 f luye 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.
• 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.

8. CLASIFICACION DE LAS TORRES DE ENFRIAMIENTO
• Las torres de enfriamiento se clasifican de acuerdo con los medios por los que se suministra el aire.
Todas emplean hileras horizontales de empaque para suministrar gran superficie de contacto entre al
aire y el agua.
• Torres de tiro mecánico
Se caracterizan por la aspersión del agua caliente, que es suministrada a la torre mediante boquillas
o por el uso de compartimientos de orificios que permiten circular el agua a lo largo del empaque
relleno característico. Estos son comúnmente fabricados en madera e impregnados de fungicidas
bajo presión.

9. Tiro inducido Tiro Forzado
a) Tiro Inducido: Usadas ampliamente debido a que son
altamente eficientes, el aire es succionado a través de la
torre por medio de un ventilador dispuesto en la parte
superior; lográndose una distribución uniforme del aire a
través del empaque.
b) Tiro Forzado: La velocidad de descarga es baja, lo
cual reduce la efectividad de la torre, el ventilador está
dispuesto en la parte inferior, lo cual conlleva a
recirculación del aire caliente y húmedo, el aire es
descargado en la parte superior.

10. TORRES DE TIRO NATURAL
Las torres de tiro natural, generalmente tienen la forma
de chimenea hiperbólica (Ver figura). En ellas el agua
caliente proveniente del proceso se pone en contacto
con el aire, provocando su calentamiento.
Estos equipos presentan bajos costos de mantenimiento
y de operación debido a que no tienen consumo
eléctrico, se emplean para manejar grandes capacidades
de enfriamiento y requiere bajas temperaturas de aire a
la entrada. Son comúnmente utilizadas en centrales
eléctricas o industrias de gran tamaño.

11. COMPONENTES BASICOS
Las torres de enfriamiento se componen de 7 elementos básicos que se describen a continuación.
• Sistema de distribución de agua.
Hace referencia a la manera como se vierte el agua sobre la torre. 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.
El segundo se compone de sistemas de pulverización con toberas orientadas hacia abajo que
pueden ser en formade espina de pescado o rotativas.
• 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.

12. • Eliminadores de gotas.
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 redireccionan el flujo y separan las gotas
del aire, haciéndolas caer de nuevo sobre el relleno.
• Chimeneas.
Se emplean en torres de tiro inducido para mejorar el comportamiento del ventilador y evitar
efectos de recirculación de aire.
• Ventiladores.
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.
• Bombas.
Las bombas reciben el agua del proceso y alimentan la torre.
• Control.
En la mayoría de los sistemas de torres de enfriamiento basta con un control de nivel en la
piscina de agua que controla la entrada de la reposición.

13. INFLUENCIAS EXTERNAS SOBRE EL FUNCIONAMIENTO DE LAS TORRES.
• RECIRCULACION
La recirculación en las torres de enfriamiento se define como una adulteración de la atmósfera de entrada a la
torre.
• RESTRICCIÓN DEL FLUJO DE AIRE
Una disminución en la cantidad de aire y la temperatura del agua se incrementará.
• VIENTO
Dependiendo de su velocidad y dirección, tiende a incrementar el potencial de la torre de enfriamiento a la
recirculación.
• INTERFERENCIA
Sumideros de calor ubicados cerca de una torre de enfriamiento pueden Interferir con el desempeño térmico de
la misma.

14. MANTENIMIENTO DE TORRES DE ENFRIAMIENTO
• Puesta en marcha
• Efectuar una inspección visual sobre ventiladores, motores y reductores de velocidad, debe
hacer correcta lubricación y la correa del ventilador debe estar tensada.
• Debe controlarse el sentido de giro y las vibraciones del ventilador, ajustar el ángulo de los
álabes si es necesario.
• Inspeccionar los rellenos, comprobar el buen estado, la correcta colocación y la posible
formación de algas que obstruya el paso del aire.
• La válvula que controla la reposición debe estar en buen estado y en la medida de lo posible
sin corrosión que impida su funcionamiento.

15. Durante la operación pueden aparecer algunos problemas comunes que se describen a
continuación:
• Una distribución irregular del agua.
Puede deberse a obstrucciones en los pulverizadores, rellenos deteriorados o caudal de agua
excesivo.
• Temperatura elevada a la salida de la torre.
Puede deberse a un excesivo f lujo de agua, rellenos mal colocados o en mal estado o aire
insuficiente. Se recomienda comparar las condiciones de operación con las condiciones de diseño y
comprobar el estado de los rellenos.
• Aguade reposición excesiva.
Puede deberse eliminadores de gotas mas ubicados o rotos, excesivo flujo de agua o demasiada
inclinación de las palas del ventilador.

16. En cuanto al mantenimiento periódico que debe efectuarse sobre una torre cabe anotar lo
siguiente:
• Cada 6 meses se recomienda una inspección de los rellenos, evaluar su posición y realizar
limpieza manual para retirar algas, hongos y demás incrustaciones.
• Puede realizarse una limpieza anual de las balsas.
• Evaluar el rendimiento de las bombas y de los ventiladores periódicamente.
• Deben realizarse evaluaciones de la calidad del agua de recirculación para evitar niveles de
acidez y alcalinidad inadecuados que generen problemas de incrustaciones en los rellenos,
corrosión en las tuberías y erosión sobre los materiales. En la figura a se presenta una tabla
con los niveles de sólidos recomendados en el agua de recirculación.

17. Ejercicio Práctico
Se desea enfriar 1000 Kg/h de agua caliente poniéndola en contacto
con aire que está a 15˚C de temperatura y 50% de humedad relativa.
El proceso se llevará a cabo en una torre de enfriamiento trabajando de
manera continua y a contracorriente. Se estima que la perdida de agua
por evaporación es de 2%, calcular el flujo volumétrico del ventilador si
este se instala a la salida de la torre y el aire sale saturado a 30˚C. El
proceso se efectúa a 1 atm de presión.

24. Resultados

25. MUCHAS GRACIAS