Ing Quimico

INSTITUTO DE INGENIERÍA QUÍMICA
TECNOLOGÍA Y SERVICIOS INDUSTRIALES

TECNOLOGÍA Y SERVICIOS INDUSTRIALES 1

TRATAMIENTO DE AGUA DE
SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO

DANIEL GHISLIERI

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TECNOLOGÍA Y SERVICIOS INDUSTRIALES

TRATAMIENTO DE AGUA DE SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO
1.

Introducción

Se pueden distinguir tres tipos de sistemas de enfriamiento:
-

-con recirculación en circuito abierto: se recircula el agua de enfriamiento, extrayéndose el
calor absorbido por contacto directo con el aire atmosférico (transferencia de calor) y por
evaporación (transferencia de masa), generalmente en Torres de Enfriamiento.

-

2.

sin recirculación (o de un paso): agua tomada de una fuente térmica enorme (de Temp.
estable, ríos, lagos, Río de laPlata), la que es descargada – luego de ser usada – hacia la
fuente de origen. En general, no se le realiza tratamiento (gran costo y problemas de
contaminación). Lo único que se hace es bajar la temperatura (no más de 10 ºF) lo que se
logra usando grandes caudales.

con recirculación en circuito cerrado: el calor absorbido se extrae en un intercambiador de
calor, donde no hay contacto directocon el refrigerante. El agua de torre va por tubos, pues
es la que más incrusta y los tubos son de más fácil acceso.
Se realiza un tratamiento similar al de un generador de vapor de baja presión. Se trata de
evitar corrosión (desairear el agua) que se da esencialmente en zonas de mayor
temperatura. Sólo se reponen pérdidas físicas del circuito con agua tratada. Siendo exigente,
aguadesmineralizada.

Parámetros del Circuito

E

A

M

R

P
Recirculación (R)
Es el caudal de agua que circula por el circuito, dando el servicio de enfriamiento esperado.
Reposición (M)
Es el caudal de agua nueva que se debe agregar al circuito para reponer las salidas del mismo
(evaporación, arrastre y purga)).

INSTITUTO DE INGENIERÍA QUÍMICA
TECNOLOGÍA Y SERVICIOS INDUSTRIALESEvaporación (E)

ΔH V × E = R × C P × Δ T
ΔH V −25º C = 1050 BTU / lb

E ≅ 0.001× R × ΔT

C P = 1 BTU / lb −º F

E es el 1% de R cada 10 ºF de enfriamiento (aprox.)

Arrastre (A)
Varía según el diseño de la torre. Depende del ventilador, toberas, relleno. Varía entre 0.05 a 0.3 %
para torres de tiro forzado. No se puede determinar teóricamente.
Purga (P)
Es función de los ciclos deconcentración.
Ciclos de Concentración (c)

c es el número de veces que se ha concentrado el agua recirculada (no necesariamente es un
número entero).
Se determina a partir de un elemento que no se descomponga, volatilice o precipite, por ejemplo el
Cl-.

c=

xB
xM

2.1 Balance de Masa en el Circuito

B=P+ A

M =E+B

M × xM = E × x E + B × x B

xE = 0

xB M
=
=c
xM
B
M =E+M
c

M=

c× E
c −1

La situación deseable es tener el mínimo M, por lo que se debe tener el mínimo B.
En el siguiente gráfico se muestra cómo disminuye la reposición a medida que aumentan los ciclos
de concentración

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Sin embargo, a partir de ciertos niveles de concentración, la reposición no disminuyeapreciablemente, generalmente se trabaja con c ≅ 3.
2.2 Determinación de los parámetros del circuito
A partir de las relaciones obtenidas del balance de masa se puede determinar los distintos
parámetros operativos del circuito a partir del conocimiento de dos de ellos.

E
M −B

M
B+E

B
M −E

R × ΔT

E×c
c −1

E
c −1

λV

c
M
B
xB
xM

2.3 Volumen del circuito
Otro parámetrocaracterístico del circuito es el volumen total de líquido contenido en el mismo.
Para su determinación se utiliza el “Salt Test”, que consiste en agregar una cierta cantidad m
(pulso) de un compuesto que se disuelva fácilmente en el agua, que no precipite, no se
descomponga o volatilice y cuya concentración sea de simple determinación (por ejemplo cloruros).
Se realiza un seguimiento de la...