Trabajo de Invetigación de Diseño Industrial

 

“Año del Bicentenario del Perú: 200 años de  Independencia”  

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA “FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL” ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

 

TEMA: DISEÑO DE UNA TORRE DE ENFRIAMIENT ENFRIAMIENTO O DE AGUA  ALUNMNO: CARHUAPOMA PEÑA, HENRY HAROLD CURSO:  DISEÑO INDUSTRIAL DOCENTE: ING. HUACCHILLO CALLE, MANNOLIO

PIURA – PERÚ 2021

 

ÍNDICE RESUMEN..................................................................................................................................3 ASTRACT...................................................................................................................................4 INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................5 CAPITULO I: ASPECTOS DE LA PROBLEMÁT PROBLEMÁTICA ICA..............................................................6 1.1 1.1

DE DESC SCRI RIPC PCIO ION N DE LA RE REAL ALID IDAD AD PR PROB OBLE LEMÁ MÁTI TICA CA................................................6

1.2 1.2

JUST JUSTIF IFIC ICAI AION ON E IM IMPO PORT RTAN ANCI CIA A DE LA IINV NVES ESTI TIGA GACI CION ON....................................6

1.3

OBJETIVOS....................................................................................................................7

1.3.1

OBJETIVO GENERAL...............................................................................................7

1.3.2

OBJETIVOS ESPECIFICOS.......................................................................................7

1.4 1.4

DE DELI LIMI MITA TACI CION ON DE L LA A IN INVE VEST STIG IGAC ACIO ION N.................................................................7

CAPITULO II: MARCO TEORICO............................................................................................7 2.1 2.1

AN ANTE TECE CEDE DEND NDES ES DE L LA A IN INVE VEST STIG IGAC ACIÓ IÓN N....... .............. .............. .............. ........................ ..................................7 .................7

2.2

BASES TEORICAS.........................................................................................................8

2.2.1 .2.1

TO TOR RRE RES SD DE EE EN NFRIAM IAMIEN IENTO DE A AG GUA...............................................................8

2.2. 2.2.22 2.2.2. 2.2 .2.11

CO COMP MPON ONEN ENTE TES SD DE EU UNA NA TORR TORRE ED DE EE ENF NFRI RIAM AMIE IENT NTO OD DE EA AGU GUA A....................9 Pan Panele eless Ev Evapo aporad radore oress - Rel Rellen lenoo Eva Evapo porad rador or (F (Fill ill)).......................................................9

2.2. 2.2.2. 2.22

Bo Boqu quil illa lass A Asp sper erso sora rass..................................................................................................10

2.2. 2.2.2. 2.33

El Elim imin inad ador ores es de Go Gota tass................................................................................................10

2.2.2.4

Ventiladores...............................................................................................................10

2.2.2.5

Motores......................................................................................................................11

2.2.2 .2.2.6 .6

Tran Transsmisi mision ones es.............................................................................................................11

2.2.2. 2.2 .2.77

Car Carcaz cazaa y Es Estru tructu ctura ra – M Mate ateria riales les de C Cons onstru trucci cción ón....................................................11

2.2. 2.2.33

CL CLAS ASIF IFIC ICAC ACIÓ IÓN ND DE E LA LAS ST TOR ORRE RES S DE DE EN ENFR FRIA IAMI MIEN ENTO TO D DE EA AGU GUA A................11

2.2. 2.2.3. 3.11

Torr Torres es de Ci Circ rcul ulac ació iónn N Nat atur ural al....................................................................................12

2.2. 2.2.3. 3.22 2.2.3. 2.2 .3.33

To Torr rres es de Tiro Tiro Fo Forz rzad adoo...............................................................................................13 Tor Torres res de T Tiro iro IIndu nducid cidoo Fl Flujo ujo en C Cont ontrara-cor corrie riente nte.....................................................13

2.2. 2.2.3. 3.44

Torr Torres es ddee Tir Tiroo In Indu ducid cidoo Fl Fluj ujoo Cr Cruz uzad adoo......................................................................13

2..2 2..2.4 .4

Es Espe peci cifi fica caci cion ones es de Torr Torres es de Enfr Enfria iamie mient ntoo...............................................................14

2.2. 2.2.55

Cara Caract cter erís ísti tica cass de llas as T Tor orre ress de Enfr Enfria iami mien ento to.............................................................14

2..2 2..2.6 .6

Ma Mant nten enim imie ient ntoo ddee la la T Tor orre re de Enfr Enfria iamie mient ntoo...............................................................15

2.3

GLO LOSA SARI RIO O Y TE TER RMINO INOS B BA ASIC ICO OS.........................................................................16

CONCLUSIONES .....................................................................................................................17 RECOMENDACIONES ............................................................................................................18 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.......................................................................................19 ANEXOS...................................................................................................................................20 2

 

RESUMEN El presente trabajo de investigacion consiste en dar a conocer la importancia y el diseño de una torre de enfriamiento de agua, asi como su uso y acercamiento que tiene esta con las personas y en la industria. La investigacion se realizo en base a la metodologia de estudio de caso, obteniendo informacion de diversas fuentes, como ducomentos, videos y libros relacionados al tema. Se analizo primeramente la realidad problemática en donde distintas empresas como la industria química, alimentaria, producción de energía, farmacéutica, cristalería, y cualquier otra industria que requiera la construcción de torre de enfriamiento de agua. Todo esto nos favorecio para la formulacion de conclusiones, las cuales nos explican los diferentes cambios y avances que tiene en la industria, y el acercamiento hacia las empresas que lo utilizan.

3

 

ASTRACT This research work consists of publicizing the importance and design of a water-cooling tower, as well as its use and approach that it has with people and in the industry. Thee re Th rese sear arch ch wa wass ca carr rrie iedd ou outt ba base sedd on th thee ca case se st stud udyy me meth thod odol olog ogy, y, ob obta tain inin ingg informationn from various sources, informatio sources, suc suchh as comm comments ents,, vide videos os and books related to the subject. The problematic reality was first analyzed where different companies such as the chemical, food, energy production, pharmaceutical, glassware industries, and any other industry that requires the construction of a water-cooling tower. All this favors us for the formulation of conclusions, which explain the different chan ch ange gess an andd ad adva vanc nces es th that at it ha hass in th thee in indu dust stry ry,, an andd th thee ap appr proa oach ch to towa ward rdss th thee companies that use it.

4

 

INTRODUCCIÓN Las máquinas y los procesos industriales, así como aquellos dedicados al confort humano, generan enormes cantidades de calor que deben ser continuamente disipadas si se quiere que esas máquinas y procesos operen eficientemente. El uso del agua líquida en la industria, cumple la función de remoción de calor para condensar y enfriar. El agua después de haberse utilizado para este fin, aumenta su temperatura y puede ser  descargada o enfriada y luego recirculada. Las torres de enfriamiento regulan el procedo de enfriamiento del agua líquida, y se logra cuando el agua al caer a través de la torre, se pone en contacto directo con una corr corrie ient ntee de aire aire qu quee flu fluye ye,, con con una una temp temper erat atur uraa de bu bulb lboo hú húme medo do in infe feri rior or a la temperatura del agua caliente, en estas condiciones, el agua se enfría por transferencia de masa (evaporación) y por transferencia de calor sensible y latente del agua al aire. El objeto que se persigue en la torre es que la gota esté el mayor tiempo posible en contacto con el aire, lo cual se logra con la altura de la misma y además interponiendo obstáculos (el relleno), que la van deteniendo y al mismo tiempo la van fragmentando facilitando más el proceso evaporativo. En los nuevos sistemas los obstáculos en lugar  de romper la gota, hacen que se forme una película muy delgada en donde se lleva a cabo el mismo proceso. En términos generales, se puede decir que la capacidad de enfriamiento de una torre es una combinación de todas las variables involucradas en el diseño y selección de la misma e indica la cantidad de agua que enfría en condiciones de operación, comparada con las condiciones de diseño, esto es entonces, el equivalente de la eficiencia térmica.

5

 

CAPITULO I: ASPECTOS DE LA PROBLEMÁTICA 1.1 DESCRIPCION DE LA REALIDAD REALIDAD PROBL PROBLEMÁTICA. EMÁTICA. Las torres de refrigeración son sistemas mecánicos destinados a enfriar masas de agua en procesos que requieren una disipación de calor. El principio de enfriamiento de estos equipos se basa en la evaporación, el equipo  produce una nube de gotas de agua bien por pulverización, bien por caída libre que se pone en contacto con una corriente de aire. La evaporación superficial de una  pequeña parte del agua inducida por el contacto con el aire, da lugar al enfriamiento dell re de rest stoo del del agua agua qu quee cae cae en la ba bals lsaa a un unaa te temp mper erat atur uraa in infe feri rior or a la de  pulverización. El uso más habitual de estos equipos está asociado a los sistemas de refrigeración, tanto en aire acondicionado como en producción de frío (hostelería, alimentación, laboratorios, etc.), sin embargo, en el ámbito industrial estos equipos se usan para el enfriamiento de cualquier parte de un proceso que genere calor y deba ser disipado (por ejemplo, procesos de molienda que generan calor por fricción, enfriamiento de reacciones exotérmicas, disipación de calor residual en centrales de producción de energía eléctrica, etc.).

1.2

JUSTIFICAION E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIO INVESTIGACION. N.

Tener el conocimiento de la importancia de estos sistemas es fundamental en el ámbito industrial y sobre todo tener nosotros el conocimiento de la labor que cumple. Los sistemas de refrigeración por efecto de la evaporación de agua se han empleado con fines industriales y/o para el acondicionamiento del aire desde principios del siglo pasado. Los principios y técnicas no han variado sustancialmente ya que la  base del sistema es muy sencilla, sin embargo, especialmente especialmente en los últimos años ha habido una evolución sustancial en cuanto a la calidad de los materiales y la accesibilidad de las instalacione instalaciones. s. Actualmente los conocimientos técnicos han llevado a la eliminación del uso de rellen rel lenos os de ce celul lulosa osa,, mad madera era o fib fibroc rocem ement entoo que an anter terior iorme mente nte eran eran bastan bastante te 6

 

comunes. La legislación vigente no permite la utilización de estos materiales porque favorecen su crecimiento.

1.3

OBJETIVOS

1.3. 1.3.11 OB OBJE JETI TIVO VO GE GENE NERA RAL L  

Demostrar la importancia del diseño de una torre de enfriamiento de agua.

1. 1.3. 3.22 OB OBJE JETI TIVO VOS S ES ESPE PECI CIFI FICO COS S  

Identificar las partes más importantes en el diseño de una torre de enfriamiento de agua.

 

Conocer la importancia de las torres de enfriamiento de agua en la industria.

 

Saber el funcionamiento de las torres de enfriamiento de agua.

1.4 DELIMITACION DE LA INVESTIGACI INVESTIGACION ON El trabajo de investigacion planteado esta basado en libros y trabajos de investigacion actuales enfocados al torno, y su aplicación en el desarrollo industrial.

CAPITULO II: MARCO TEORICO 2.1 ANTECEDENDES DE LA INVESTIGACIÓ INVESTIGACIÓN N Los primeros sistemas de enfriamiento fueron simples estanques, llamados estanques de enfriamiento, los estanques pueden ser naturales o artificiales, en los cuales el agua fría es tomada desde un lado del estanque y la caliente regresa por el otro. El enfriamiento se produce por evaporación en la superficie libre. En algunos casos el agua caliente se lanza al aire hacia el estanque (estanque de aspersión). Esto aumenta la evaporación y la transferencia de calor de manera significativa, debido a que el área superficial del agua aumenta considerablemente al dividirse en pequeñas 7

 

gotas. Esto fue pronto mejorado por la instalación de rociadores que incrementaban el contacto entre el aire y el agua. La im impl plem emen enta taci ción ón en el se sect ctor or indu indust stri rial al,, de re reem empl plaz azar ar ag agua ua ca cali lien ente te de su suss maqu ma quin inar aria iass por por agua agua fría fría para para sa sati tisf sfac acer er ci cier erto toss pr proc oces esos os en lo loss eq equi uipo poss de transferencia de calor y para obtener resultados eficientes en el balance original de la transferencia de energía. Así como la conservación y el reúso de este precioso y versátil recurso, es obligatorio en todo lugar que es considerado propio para el desarrollo. Nos  percatamos que tomando en cuenta lo anterior la necesidad de la conservación conservación de este recurso no se limita a las regiones áridas. Por otra parte, el impacto ambiental que pueda causar el descargar gran cantidad de agua agua cali calien ente te en un est stua uari rioo lago lago,, o río, río, do dond ndee lo loss ha habi bita tant ntes es de es esto toss es está tánn acostumbrados a un cierto nivel de temperatura, se hace una realidad un proceso de enfriamiento y reúso de agua, conservando así este importante recurso natural, no sumamente abundante. Dando una ayuda significativa a este fin, nace la torre de enfriamiento de agua. Esta tuvo sus inicios originalmente como una fuente en la que el agua se lanzaba hacia arriba y se enfriaba al tener contacto con el aire que circulaba,  pero se tenían pérdidas considerables considerables por arrastres de agua dependiendo de la velocidad de este las cuales se estimaban del orden de 5 al 10 V, desperdiciando con esto mucha agua, y sin tener control en la temperatura de agua fría obtenida, notándose además que a menor temperatura de agua fría deseada mayor debe ser el área de superficie del agua expuesta al paso del aire. Se trató entonces, de darle un poco de más enfriamiento, así como tener un mayor control de la temperatura de agua fría, colocando en la parte superior el tubo que esparcía el agua caliente. Como todavía no se lograba el control sobre el arrastre de la misma, por el aire y tampoco sobre la temperatura de agua fría, se le pusieron unas mamparas alrededor del tubo y del recipiente de agua fría, evitando con ello el arrastre de agua, y puesto que el aire que entraba por las mamparas, al tener  contacto con el agua se calentaba y tendía a elevarse, provocando con ello un efecto circulante de aire hacia el interior de la torre, obteniendo mejor control sobre la temperatura del agua fría, naciendo así la primera torre de enfriamiento en forma estudiada.

8

 

2.2 BASES BASES TE TEORIC ORICAS AS 2. 2.2. 2.11 TO TORR RRES ES D DE E EN ENFR FRIA IAMI MIEN ENTO TO D DE E AGUA AGUA Las torres de enfriamiento, son equipos que en la Ingeniería representan una de las operaciones unitarias más importantes, ya que existen muchos casos en la  práctica en los que se descarga agua caliente de condensadores condensadores o de otros equipos y donde el valor de esta agua es tal que es más económico enfriarla y  

volve vol verr a uti utiliz lizarl arlaa an antes tes que que des descar cargar garla la com comoo inútil inútil.. Este Este enfria enfriamie miento nto se efectúa poniendo en contacto directo el agua con el aire atmosférico. El calor  latente del agua es tan grande, que la evaporación de pequeñas cantidades  produce efectos grandes de enfriamiento. Como generalmente es pequeño el régimen de transferencia de masa, el nivel de temperatura es bastante bajo. Generalmente el armazón y el relleno interno son con frecuencia de madera de  pino, material muy durable durable en contacto contin continuo uo con agua. Es de ppráctica ráctica común el impregnar la madera con fungicidas y recubrir con neopreno para proteger del ataque de los hongos. Los costados de las torres son comúnmente de pino, asbesto-cemento, plástico de poliéster reforzado con vidrio y otros materiales similares. Hay torres que han sido construidas totalmente de plástico. El relleno es us usua ualm lmen ente te un unaa form formaa mo modi difi fica cada da de en enta tabl blil illa lado do co conn di dife fere rent ntes es espe especi cific ficac acio ione ness como como anil anillo loss rasc raschi higg ce cerá rámi mico cos, s, de ca carb rbón ón y mont montur uras as ce cerá rámi mico coss be berl rl;; con con tabl tablil illa lass ho hori rizo zont ntal ales es o en fo form rmaa al alte tern rnad adaa co conn fi fila lass  perpendiculares  perpendicula res entre sí. Se usan muchas maneras de ordenamiento. El relleno de plástico puede moldearse en forma de parrilla. El espacio es muy grande, usualmente mayor del 90%, a fin de que la caída de presión del gas sea la menor   posible.

2.2.2 2.2 .2 COM COMPON PONENT ENTES ES DE U UNA NA TO TORRE RRE D DE E ENFRIA ENFRIAMIE MIENTO NTO D DE E AGUA 2.2.2.1

 Paneles Evaporadores - Relleno Evaporador (Fill)

Es do dond ndee ocur ocurre re la ma mayo yorr pa part rtee de dell en enfr fria iami mien ento to,, po porr su gr gran an ár área ea superficial, que propicia el contacto del agua y el aire. Inicialmente consistió en un entramado de madera, el llamado panel de salpique (Splash Fill), de 9

 

rendimiento térmico relativamente bajo. Se usa todavía, por su sencillez y resistencia al taponamiento, pero ocupa gran volumen, la madera se pudre, y eventualmente debe ser reemplazada. Cabe destacar que los evaporadores moddern mo ernos de sa salp lpiq iquue so sonn fab fabric ricad ados os en PVC, VC, etc tc., ., re reem emppla lazzan ventajosamente a los de madera en torres antiguas, y son muy resistentes al taponamiento, por su muy amplio espaciamiento; sin embargo, luego de estos tipos de rellenos, se han creado los paneles evaporadores compactos o  peliculares (Film Fills) a su su vez con diversos diversos diseño diseñoss entre ellos.

2.2.2.2

Boquillas A Asspersoras

Las boquillas aspersoras están diseñadas para hacer que el agua salga como una regadera diminuta, además permite mover el chorro de agua saliente  para dirigir la aspersión hacia el sitio deseado. Son llamadas también toberas, pueden ser de acero inoxidable, bronce o plásticas, deben ser tan amplias como sea posible, pues de lo contrario se obstruirán, deben operar  con una baja presión para ahorrar energía de bombeo. Una boquilla amplia, con un patrón de aspersión piramidal sólido puede ser la mejor alternativa. La distribución uniforme del agua es esencial para lograr un rendimiento confiable.

2.2.2.3

Eliminadores de Gotas

Están localizados sobre el nivel de ingreso del agua a la torre, y tienen por  objeto bloquear la pérdida de líquido a la atmósfera. Los diseños actuales, son sumamente eficientes, y tienen pérdidas de presión muy bajas, lo cual contribuye a la operación económica de las torres.

2.2.2.4 Ventiladores Aunque en el pasado se usaron ventiladores centrífugos, en la actualidad se usan los axiales casi exclusivamente. Se adaptan muy bien a las necesidades de las torres, y operan eficientemente. El centrífugo está limitado a torres  pequeñas para montaje interior, con ductos de descarga remota de aire húmedo, o en sitios donde es esencial un muy bajo nivel de ruido. En aplicacio aplic aciones nes industriale industrialess norma normales, les, el ventilad ventilador or centrífug centrífugoo en torres de 10

 

enfriamiento entró en desuso, tanto por su mayor costo inicial, gran consumo de energía, dificultad en su mantenimiento y tendencia a la corrosión. Tanto en los axiales como en los centrífugos es esencial aplicarlos a velocidades moderadas cerca de su punto de mayor eficiencia para ahorrar energía y  bajar el nivel de ruido.

2.2.2.5 Motores Se usan comúnmente motores trifásicos, cerrados y autoventilados, aptos  para uso a la intemperie. Es preferible usar motores fácilmente obtenibles y reemplazabless en el mercado nacional. reemplazable

2.2.2.6

Transmisiones

En tamaños pequeños, hasta 12 HP, se usan transmisiones de poleas y correas trapezoidales. Para una larga vida útil, es indispensable respetar las normas vigentes de ingeniería, en cuanto a diámetros mínimos, número de correas, velocidad perimetral, etc. De lo contrario, y de hecho muy común, ocurrir ocu rriráá pa patin tinam amien iento, to, ca calen lentam tamien iento to ex exces cesivo ivo,, baja baja eficie eficienci nciaa y falla falla  prematura. El patinamiento implica pérdida de capacidad de enfriamiento de la torre, por disminución del caudal de aire

2. 2.2. 2.2. 2.77

Ca Carc rcaz azaa y E Est stru ruct ctur uraa – M Mat ater eria iale less de Co Cons nstr truc ucci ción ón

Además de la madera, se continúa usando en Estados Unidos el acero galvanizado para torres pequeñas y medianas. En los últimos años se han  popularizado los plásticos, plásticos, dentro de sus limitaciones de rigidez y resisten resistencia cia mecánica. Para torres pequeñas, es posible usar la llamada "fibra de vidrio" (resina poli estérica reforzada con fibra de vidrio, o FRP). En tamaños mayores, se continúa usando el acero estructural recubierto o protegido con resi resina na epóx epóxic icaa o po poli li es esté téri rica ca (FRP (FRP). ). Ot Otra ra al alte tern rnat ativ ivaa ve vent ntaj ajos osaa es la estructura en acero, con carcaza o paredes enfibro-cemento, protegidas con resina epóxica. La resina epóxica es más resistente a la agresión química que la po poli li es esté téri rica ca,, po popu pula larm rmen ente te cono conoci cida da co como mo “f “fib ibra ra de vi vidr drio io”. ”. Una Una excelente alternativa, especialmente en tamaños grandes, es la carcasa de 11

 

concreto. Brinda la mayor expectativa de vida útil, y la posibilidad de actualización futura cuando salgan al mercado componentes más eficientes.

2.2.3

CLASIFICACIÓN DE LAS TORRES DE ENFRIAMIENTO DE

AGUA Las torres de enfriamiento de agua se clasifican según la forma de suministro de aire en:

2.2.3.1 Torres de Circula Circulación ción Natural Este tipo de torres puede subdividirse en dos subtipos, el tipo chimenea y el de circulación atmosférica. En el tipo de circulación atmosférica la circulación del aire a través de la torre es esencialmente en sentido horizontal en lugar de recorrerla en sentido hacia arriba. Solo la velocidad del viento es la que hace que el aire se mueva a través de la torre. El agua se distribuye haciendo que caiga sobre pantallas de diversos tipos. Comúnmente estas torres consisten en unas tablas de 2.5x15 cm de sección recta, colocadas dejando pequeñas aberturas entre ellas. Todas las tablas situadas en la misma capa están dispuestas en la misma dirección. ElFigura agua se distribuye en laparalelo parte superior de la torre por un 6. Torno del torno sistema más o menos complicado de canalones y va provista de una serie de  persianas por lo laterales de la torre para impedir que el aire arrastre cantidades excesivas de agua. Estas torres pueden tener de 6 a 15 metros de alto x 2.5 a 5 metros de ancho (en la dirección del viento dominante), dependiendo la longitud de la cantidad de agua a enfriar. Las dificultades principales que se presentan en este tipo de torre son las de asegurar la completa distribución del agua sobre las superficies bajas e impedir en lo posible las pérdidas de agua por el viento. Las torres de tiro natural tipo chimenea se basan en el hecho de que el aire se calienta cali enta por el agua y de esta forma se prod produce uce una corriente corriente ascensiona ascensional.l. Los lados de una torre de este tipo van completamente cerrados, desde el fondo hasta la parte parte sup superi erior, or, lleva llevando ndo dis dispue puesta stass entrad entradas as de aire aire ce cerca rca del fondo. fondo. El material de tipo rejilla, que distribuye el agua, está confinado en una parte relativamente poco alta de la sección inferior de la torre, y la mayor parte de la estructura es necesaria para producir el tiro. En las torres de este tipo la resistencia al flujo de aire debe reducirse al mínimo y, por lo tanto, el llenarlas 12

 

de tablas planas como en las torres de circulación atmosféricas no es posible, es corriente el empleo de tablas en zigzag. También se utilizan otros tipos de entramados de maderas, pero en todos los casos las tablas se colocan de forma que descansen sobre un canto. Las desventajas de las torres de tiro natural son, la altura, que es necesario darles para producir el tiro natural y el hecho de que el agua debe tener una temperatura superior a la del bulbo seco del aire para que este puede calentarse y producir la corriente ascensional. La sección rellena no  puede ser tan alta como en la torre de circulación atmosférica, porque las  perdidas excesivas por fricción, necesitarían una mayor altura de torre para  producir el tiro.

2.2.3.2 Torres de Tiro Forzado Este tipo de torres utilizan ventiladores para producir la circulación del aire. Si el ventilador está situado en la parte superior de la torre se denomina de tiro inducido y si lo está en el fondo, de tiro forzado. El primero es el tipo preferido  porque evita el retorno del aire saturado al interior de la torre permitiendo una distribución interna más uniforme del mismo; caso contrario a las torres de tiro forzado donde se produce la recirculación del aire caliente y húmedo que es descargado, dentro de la toma del ventilador, debido a la baja velocidad de descarga y que materialmente reduce la efectividad de la torre.

2.2.3.3 Torres de Tiro Ind Inducido ucido Flujo en Contra-corriente Contra-corriente El flujo a contr contracor acorrient rientee sign significa ifica que el aire se mueve verticalmente verticalmente a través través del relleno, de manera que los flujos de agua y de aire tienen la misma dirección,  pero sentido opuesto. opuesto. La ve ventaja ntaja que tienen este tipo de torres eess que el agua más fr fría ía se po pone ne en cont contac acto to con con el aire aire má máss se seco co,, lo logr grán ándo dose se un máxi máximo mo rendimien rend imiento. to. En ésta éstas, s, el aire puede entrar entrar a través de una o más paredes paredes de la torre, con lo cual se consigue reducir en gran medida la altura de la entrada de aire. Además, la elevada velocidad con la que entra el aire hace que exista el riesgo de arrastre de suciedad y cuerpos extraños dentro de la torre.

13

 

2.2.3.4 Torres de T Tiro iro Inducido F Flujo lujo Cruzado En este tipo de torres el aire circula en dirección perpendicular respecto al agua descendiente. Es válido mencionar que el mantenimiento de las mismas es poco complicado, existe la facilidad con la que se pueden inspeccionar los distintos comp compon onen ente tess inte intern rnos os de la torr torre. e. Po Porr ot otra ra pa part rte, e, to torr rres es es qu quee no so sonn recomendables recomendab les para aquellos casos en los que se requiera un gran salto térmico y un valor de acercamiento pequeño, puesto que ello significará más superficie transversal y más potencia de ventilación.

2..2.4 2..2 .4 Espe Especific cificacion aciones es d dee Torres Torres de E Enfria nfriamien miento to Loss fab Lo fabric rican antes tes de tor torres res de en enfria friamie miento nto tie tienen nen arregl arreglos os de empaq empaques ues de rendimientos específicos específicos y han desarrollado diversos modelos de celdas, con sus re requ quer erim imie ient ntos os asoc asocia iado doss a su suss ve vent ntil ilad ador ores es.. El in inst stit itut utoo de to torr rres es de enfriamiento provee algunos procedimientos estándares para evaluar estas torres, entre ellas se tienen: 

ATF-105 (Acceptance test procedure for watter-cooling towers)



STD-101 CTI (Grades of Rewood Lumber)



STD-102 (Structural Desing Data)



TSC-302 (Cooling Tower Maintenance Maintenance))

En el diseño de una torre de enfriamiento se debe especificar lo siguiente: 

El flujo de agua (líquido).



Temperatura de entrada de agua. Temperatura de entrada de agua.



Temperatura de bulbo húmedo de diseño, para el lugar de construcción



de la torre. 

Las condiciones del agua (arenosa, aceitosa, etc.) y tipo (canal, mar o  puerto); los contaminantes químicos y/o minerales deben ser  especificados además además del tipo de tratamiento del agua.



Pérdidas por arrastre, usualmente un máximo de 0.2% del flujo de agua de diseño.

14

 



La fuerza del viento para un diseño estándar. Es necesario poseer datos de velocidades de viento mínima y promedio con dirección, para torres.



Tipo y especificaciones de los impulsores de los ventiladores, además especificaciones especificacio nes de voltaje, fase, ciclos.





 Número, tipo, altura y área requerida para los serpentines de enfriamiento (si los hay) a ser instalados en el pozo de la torre. Los costos de potencia para la bomba y los ventiladores.

2.2.5 2.2 .5 Car Caract acterí erísti sticas cas de de las Torr Torres es de En Enfri friami amient entoo La teoría del proceso de transferencia de calor en una torre de enfriamiento que ha merecido una aceptación más generalizada es la que desarrolló Merkel. Este análisis se basa en la diferencia del potencial de entalpía como fuerza impulsora. Se supone que cada partícula está rodeada por una película de aire y que la diferencia de entalpía entre la misma y el aire circundante proporciona la fuerza impulsora para el proceso de enfriamiento. La ecuación de Merkel se expresa en forma integrada y dicho valor se conoce como la característica de la torre. Otra manera de calcular el valor de la característica de la torre es el empleo del nomo nomogr gram amaa de las las cara caract cter erís ístic ticas as de un unaa to torre rre de en enfr fria iami mien ento to,, el cu cual al  proporciona una solución aproximada, y el grado de exactitud variará con los cambios producidos en el enfriamiento, así como con la torre de que se trate.

2..2.6 2..2 .6 Mante Mantenimie nimiento nto de la la Torre Torre de Enfr Enfriamie iamiento nto Durante la puesta en marcha de una torre de enfriamiento deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos: 

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.



Insp Inspec ecci cion onar ar los los rell rellen enos os,, comp compro roba barr el bu buen en es esta tado do,, la co corre rrect ctaa colocación y la posible formación de algas que obstruya el paso del aire.

15

 



La válvula que controla la reposición debe estar en buen estado y en la medida de lo posible sin corrosión que impida su funcionamiento.

Duran Du rante te la ope operac ración ión pue pueden den apa aparec recer er alg alguno unoss pro proble blemas mas com comune uness que se describen a continuación continuación:: 



Una distribución irregular del agua. Ternperatura elevada a la salida de la torre: puede deberse a un excesivo flujo de agua, rellenos mal colocados o en mal estado o aire insuficiente. Se reco recomi mien enda da comp compar arar ar las las co cond ndic icio ione ness de op oper erac ació iónn co conn la lass condiciones de diseño y comprobar el estado de los rellenos.



Agua de reposición excesiva: puede deberse eliminadores de gotas más ubicados o rotos, excesivo flujo de agua o demasiada inclinación de las  palas del ventilador  ventilador 

2.3 GLOSARIO Y TERMINOS TERMINOS BASI BASICOS COS 

Industria: es la actividad  actividad qu quee ti tien enee co como mo pr prop opós ósit itoo tr tran ansf sfor orma mar  r  las mate materias rias prima primass en  en productos  productos  elab elaborado orados, s, semielab semielaborado oradoss o súper  súper  elaborados, utilizando una fuente de energía. Además de materiales,  para

su

desarrollo

la

industria

necesita maquinaria y maquinaria y recursos

humanos organizados humanos  organizados habitualmente en empresas empresas por  por su especialización laboral. Existen diferentes clases de industrias en virtud del propósito ético fundacional de su actividad (ecológicas: fundamentos ecologistas) y tipos que la demarcan en ámbitos sectoriales según sean los productos que fabrican.[ CITATION wik1 \l 10250 ] 

Mantenimie Mante nimiento: nto: el mantenimiento, en otras palabras, consiste en la real re aliz izac ació iónn de un unaa se seri riee de ac acti tivi vida dade des, s, co como mo re repa para raci cion ones es y actua ac tualiz lizaci acione ones, s, que permiten permiten que el pa paso so de dell tie tiempo mpo no afe afecte cte al rend re ndim imie ient ntoo de un un bien  bien de capital capital,,  propiedad de la empresa

.

(Economipedia)  

Enfriamie Enfri amiento: nto: Disminución de la temperatura de un cuerpo o de un lugar  [ CITATION wik1 \l 10250 ]

16

 

 

Carcaz Car caza: a: la noción alude a aquellas piezas rígidas y por lo general resistentes que brindan protección o soporte a algo. (wikipedia, s.f.)

17

 

CONCLUSIONES 

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.



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. Tambi Ta mbién én ha hayy tor torres res de enf enfria riamie miento nto de agua agua que puede reutil reutiliza izarse rse en el  proceso.



Las torres de enfriamiento se clasifican de acuerdo con los medios por los que se sumi sumini nist stra ra el aire aire.. To Toda dass empl emplea eann hile hilera rass ho hori rizo zont ntal ales es de empa empaqu quee pa para ra suministrar gran superficie de contacto entre al aire y el agua.

18

 

RECOMENDACIONES 

Cada 6 meses se recomienda una inspección de los rellenos, evaluar su posición y realizar limpieza manual para retirar algas, hongos y demás incrustaciones.





Evaluar el rendimiento de las bombas y de los ventiladores periódicamente Deben realizarse evaluaciones de la calidad del agua de recirculación para evitar  nive nivele less de acid acidez ez y alca alcali lini nida dadd inad inadec ecua uado doss qu quee ge gene nere renn pr prob oble lema mass de incrustaciones en los rellenos, corrosión en las tuberías y erosión sobre los materiales

19

 

REFERENCIAS BIBLIOGRAF BIBLIOGRAFICAS ICAS 

Robert E. Treybal. Operaciones con Transferencia de Masa. Editorial Hispano Americana S.A.



Alann S. Fou Ala Foust. st. Lou Louis is Mau Maus. s. Princ Principi ipioo de Operac Operacion iones es Unitar Unitarias ias.. Compañ Compañía ía



Editorial Continental, S.A Perry, R. H. y Green, D. W. Manual del Ingeniero Químico. 6ta. Edición.



http:// webdelprofesor.ula.v http://webdelprof esor.ula.ve/ingeni e/ingenieria/csal eria/csalas/OPIV/ as/OPIV/torres1 torres1.pdf .pdf

20

 

ANEXOS ANEXO 1: PLANO DE UNA TORRE DE ENFRIAMIENTO

FUENTE: AUTORES

21

 

22

 

ANEXO 2: PLANO 3D – TORRE DE ENFRIAMIENTO

FUENTE: AUTORES