Las torres de refrigeración o torres de enfriamiento, son dispositivos que aprovechan de manera óptima un principio natural tan simple como efectivo: la evaporación forzada de una cantidad mínima de agua, en comparación con la masa principal. Esto ocurre por sustracción de calor de la masa misma; que por lo tanto, se enfría (calor latente de evaporación).
El proceso por el cual tiene lugar el enfriamiento por evaporación es muy sencillo y se ha utilizado a lo largo de la historia. Las antiguas ánforas arcaicas realizadas en terracota, un material poroso, permitieron que el agua exudara hacia afuera en cantidades mínimas. De esta forma, se producía un proceso de evaporación. El agua en el interior del recipiente se mantenía fresca incluso en presencia de altas temperaturas ambientales.
Cómo se produce el calor latente en torres de refrigeración
Las torres de refrigeración o enfriamiento son capaces de llevar a cabo este proceso de intercambio de calor agua / aire de la forma más eficiente. El fenómeno de evaporación se lleva a cabo mediante el uso de componentes simples y efectivos que en general, requieren un mínimo mantenimiento.
Para comprender mejor cómo ocurre la eliminación de calor, se deben introducir dos conceptos:
- Calor sensible. Es la cantidad de energía calorífica que se agrega o se elimina de un elemento físico (por ejemplo, una batería o serpentín aleteado) para cambiar su temperatura.
- Calor latente. Se basa en el cambio de estado que una sustancia puede sufrir después de la adición o pérdida de calor. En el caso del agua, puede pasar de una fase líquida a una fase sólida (hielo) si al llegar al punto de congelación se elimina el calor. También puede pasar de fase líquida a fase gaseosa (vapor) si cuando alcanza el punto de ebullición, se ha introducido calor. Por lo tanto, el calor latente se define como el calor que se añade o elimina para cambiar el estado del agua. En particular, el calor latente en torres de refrigeración se denomina calor de evaporación latente.
Una torre de refrigeración bien diseñada debe ofrecer al agua la mayor superficie de contacto posible con el aire, de modo que el intercambio de calor latente sea óptimo.
Para hacer posible este intercambio de calor, la torre de refrigeración debe poder ofrecer una superficie de contacto entre el aire y el agua muy alta. Esto se logra mediante un relleno de intercambio de calor, diseñado expresamente para este propósito.
Conocer la calidad del agua es un primer paso fundamental para elegir el relleno adecuado para una torre de refrigeración. Es importante, además, conocer tanto las condiciones climáticas como las morfológicas del entorno donde se va a ubicar.
Una torre que, por ejemplo, reciba agua industrial limpia pero que esté situada al lado de otra industria con un ambiente pulverulento, debería considerarse como si tuviera agua cargada en sólidos.
Esta elección del relleno influirá, así mismo, en la elección del ventilador ya que éste tiene que ser capaz de mover el volumen de aire definido y vencer las pérdidas de carga del sistema, que serán diferentes en función del relleno escogido.
En resumen, para aprovechar al máximo el calor latente en una torre de refrigeración es imprescindible un diseño de esta teniendo en cuenta todos los aspectos que influyen en el mismo. Sólo teniendo en cuenta todas las variables aseguraremos el máximo rendimiento de la torre con la máxima durabilidad de sus componentes.