TORRES DE ENFRIAMIENTO

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.

Actualmente los conocimientos técnicos han llevado a la eliminación del uso de rellenos de celulosa, madera o fibrocemento que anteriormente eran bastante comunes.a

Los principios y técnicas no ha
variado sustancialmente ya que la base del sistema es muy sencilla

En los últimos años ha habido una evolución sustancial en cuanto a la calidad de los materiales y la accesibilidad de las
instalaciones

La legislación vigente no permite la utilización de estos materiales porque favorecen el crecimiento microbiológico.

En este apartado se describen los tipos de torres por distintas categorías y la terminología específica de estas
instalaciones.

Torres de refrigeración

Equipos de torre natural

Equipos basados en efecto chimenea

En los que el agua pulverizada genera un punto caliente en la parte baja de la torre e induce el movimiento
ascendente del aire habitualmente en contracorriente

Los equipos de tiro natural por efecto venturi

Son muy poco utilizados en España, pero sirven para disipación de cargas térmicas medias/bajas.
En cualquier caso las instalaciones de tiro natural se emplean en un pequeño porcentaje de las aplicaciones de torres de refrigeración en nuestro país

Equipos con ventilación mecánica

Equipos de tiro forzado

Los equipos con ventilación mecánica denominados de tiro forzado, disponen de ventiladores (normalmente
de tipo centrifugo salvo en las instalaciones industriales que ocasionalmente son axiales) ubicados en la parte
baja de la torre que impulsan el aire al interior de la misma sobrepresurizando e impulsando por tanto su salida
por la parte superior a través del relleno

Equipos de tiro inducido

Los equipos de tiro inducido a diferencia de los anteriores funcionan en depresión, es decir el ventilador,
localizado en la parte superior de la torre, extrae aire del interior de la unidad que se renueva a través de aperturas
localizadas en la parte baja de la misma

Condensadores evaporativos/Torres a circuito cerrado

Los condensadores evaporativos y las torres a circuito cerrado son equipos en los que el relleno se sustituye
por un serpentín que realiza la condensación directa del gas refrigerante en el caso de condensador evaporativo
y actúa de intercambiador de calor en el caso de una torre a circuito cerrado

Equipos mixtos

Estos equipos disponen de un sistema de doble batería de condensación, se denominan mixtos porque pueden
funcionar como condensadores por aire en las épocas frías y como condensadores evaporativos en épocas
calidas

La parte superior del condensador puede ayudar a limitar la salida de gotas de agua contribuyendo a la eficacia
del separador de gotas.

Cuando la temperatura del aire lo permite, se puede prescindir de la pulverización, disminuyendo por tanto el
riesgo de dispersión de Legionella. En todos los casos el agua pulverizada y el aire fluyen a contracorriente
en el relleno o en el serpentín.

Usos especiales de torres de refrigeración

Torres que utilizan agua de mar

La evidencia científica actual indica que es altamente improbable el crecimiento de bacterias del tipo
Legionella en el agua de mar, por tanto, las torres que utilizan exclusivamente agua de mar en su
funcionamiento quedarían excluidas del ámbito de aplicación del Real Decreto

Torres que refrigeran aguas residuales en depuradoras

En algunos sistemas de depuración de aguas residuales se usan torres para disminuir la temperatura del
agua, antes de proceder a su vertido para cumplir la legislación vigente. Estas suelen ser torres de circuito
único, sin recirculación, en las que se airea el agua

Clasificación en función de la forma en que el aire atraviesa el relleno

Flujo en contracorriente

El aire atraviesa de abajo a arriba el relleno de la torre.

Flujo cruzado

El aire atraviesa de forma lateral el relleno de la torre.

Terminología específica

• Balsa
Recipiente (bandeja) ubicado en la parte inferior del equipo enfriador que recoge el agua una vez terminado
su recorrido a través del proceso de refrigeración.
• Intercambiador de calor
Elemento de la instalación destinado a permitir la transferencia de calor entre dos fluidos sin que se produzca
mezcla entre ellos.
• Pérdidas por evaporación
Caudal de agua evaporada en el proceso de enfriamiento.
• Pérdidas por arrastre
Cantidad de partículas líquidas arrastradas por la corriente de aire después de haber atravesado el separador
de gotas.
• Relleno
Materiales que se insertan en la parte media de la torre con el fin de servir de soporte al agua pulverizada
para incrementar el tiempo y la superficie de contacto con el aire ascendente.
• Tiempo de circuito
Es el tiempo que tarda en dar el agua una vuelta completa al circuito.
• Tiempo de residencia
Es el tiempo máximo que se mantiene en el circuito cualquier producto químico añadido al sistema

En la fase de diseño de instalaciones, se procederá a seleccionar los equipos a instalar en función del
dimensionamiento, determinado por los cálculos de cargas térmicas, en este punto se tienen en consideración
criterios tanto de tipo técnico como económico.

Los puntos que se tendrán en consideración en este apartado serán los siguientes:
• Selección del tipo de condensación/refrigeración
• Localización del equipo
• Características técnicas de la torre: criterios de selección
— Materiales
— Facilidad de desmontaje para la limpieza completa
— Facilidad de desaguado de la torre
— Calidad del separador de gotas
• Sistemas de desinfección y control de la calidad del agua

La primera cuestion, evidentemente, es realizar un estudio para asegurar que el empleo de torres de refrigeración
y/o condensadores evaporativos es, en efecto, la solución técnico-económica más adecuada, y debe tenerse en consideración que las reglamentaciones actuales exigen un mantenimiento y control adecuado para los
componentes de estas instalaciones.

Las torres de refrigeración han sido frecuentemente asociadas a la aparición de brotes comunitarios de
legionelosis. La elevada producción de aerosoles, que pueden ser inhalados por los transeúntes, hace que
su localización sea uno de los principales factores a tener en consideración a la hora de diseñar y montar una
instalación.

En general la mejor ubicación para la mayoría de las instalaciones en los edificios, con algunas excepciones,
es la cubierta, ya que se encuentra alejada de zonas de paso de personas. Sin embargo, es preciso tener cuidado
ya que ésta es también la mejor localización para las tomas de aire exterior del edificio. Por tanto, se ubicarán
ambos elementos lo más alejados posible.

Materiales

Facilidad de desmontaje para la limpieza completa

La completa destrucción de la biocapa es una de las claves para asegurar que los tratamientos contra Legionella
son totalmente efectivos.
La biocapa se puede destruir al menos parcialmente con productos químicos biodispersantes, pero la forma
más efectiva de asegurar una limpieza completa es por medios mecánicos.

Facilidad de desaguado de la torre

El proceso de limpieza de una torre exige el uso de agua
pulverizada para arrastrar la suciedad acumulada en las
paredes, por tanto, es muy importante disponer de una
adecuada pendiente y un desagüe suficiente que permita
eliminar el agua fácilmente en el proceso de limpieza, así
como que permita el rápido vaciado para minimizar el
tiempo de la operación de limpieza.

Calidad del separador de gotas

Uno de los componentes de las torres al que anteriormente no se daba mucha importancia es el separador
de gotas, sin embargo, este elemento permite una protección excelente frente a Legionella, un buen separador
de gotas minimizará la salida de aerosoles y por tanto la posibilidad de que estos afecten a los individuos del
entorno.

Control de incrustaciones

Las incrustaciones se manifiestan por la formación de cristales insolubles en las superficies de las instalaciones

Los cristales que aparecen en las torres de refrigeración y condensadores evaporativos suelen ser carbonatos
de calcio e hidróxidos de magnesio en la mayoría de los casos, aunque ocasionalmente también incluyen
productos de corrosión como óxidos e hidróxidos de hierro.

La capacidad incrustante de un agua depende principalmente de la concentración de iones calcio y magnesio,
para referirse a la cantidad de estos iones disueltos en el agua se ha desarrollado el término de dureza del
agua.

Control de crecimiento de algas

El primer factor a tener en cuenta con respecto al crecimiento de algas es que se ve favorecido por la incidencia
de la luz del sol que activa la producción de la fotosíntesis, y por tanto el desarrollo de algas verdes

Las aperturas para la entrada de aire en algunos tipos de torres permiten el paso de la luz, así como los separadores
de gotas más simples o incluso algunos tipos de mirillas de inspección que están localizadas en las paredes a
la altura del relleno y por tanto facilitan el crecimiento en zonas que además son difíciles de limpiar.

Control de crecimiento de microorganismos

Para el control de crecimiento de microorganismos, principalmente bacterias aerobias y Legionella, se pueden
emplear diversos tipos de tratamientos físicos, fisicoquímicos y químicos. Son tratamientos que por
cualquiera de las vías anteriormente mencionadas destruyen o evitan el desarrollo de las bacterias en el agua.

La presencia de una biocapa proporciona a las bacterias protección frente a los desinfectantes

Control de la biocapa

La biocapa, en general, está formada por sustancias de origen orgánico segregadas por las propias bacterias
y otros microorganismos como mecanismo de defensa especialmente cuando las condiciones de supervivencia
no son adecuadas para el desarrollo microbiano.

Se forma un entorno endosimbionte en el que se produce
un intercambio de nutrientes y protección mutua frente a agresiones externas.

Control de la corrosión

La corrosión consiste en el desgaste superficial de los metales ya sea por medios físicos, químicos o
electroquímicos.

En torres de refrigeración la corrosión más importante se produce debido a la disolución del metal por el efecto
de formación de pila electrolítica.

Una parte de la superficie metálica actúa como cátodo, cediendo
electrones al agua que los usa para generar grupos oxidrilo (OH-) y otra parte actúa como ánodo, la parte que
se desgasta, y en la que el metal pasa al agua en forma de ión.

Control de sólidos disueltos en el agua

La evaporación constante de parte del agua en circulación en la torre aumenta la concentración de los iones
presentes en el agua.

Para valorar el nivel de conductividad en la balsa de una torre es necesario referirlo a la conductividad del agua
de aporte, ya que ésta es muy variable según la procedencia de la misma

Este fenómeno de concentración
da lugar a un aumento de la salinidad que puede favorecer las incrustaciones y/o la corrosión. La presencia
de iones disueltos incrementa el nivel de conductividad del agua, por tanto ésta es una medida indirecta de
la calidad de la renovación del agua de la balsa de la torre

Control de sólidos en suspensión

La pulverización del agua sobre una corriente de aire ascendente provoca el constante ensuciamiento de la
misma con las partículas del ambiente exterior

Las partículas naturales, unidas a productos de corrosión e incrustaciones, contaminantes de proceso en caso
de torres industriales, crean fangos que tienden a depositarse en los puntos de disminución de la velocidad
de circulación del agua.

El control de este fenómeno, se hace de forma indirecta al diluir con agua nueva la balsa de la torre, y por otra
parte retirando físicamente las partículas en suspensión mediante sistemas de filtración, de arena u otros medios
similares como filtros de tipo ciclón

Durante la fase de montaje se evitará la entrada de materiales extraños. En cualquier caso el circuito de agua
deberá someterse a una limpieza y desinfección previa a su puesta en marcha.

Criterios de funcionamiento

Habitualmente las condiciones de temperatura en un sistema de refrigeración por agua no pueden
modificarse, este parámetro depende de las características de diseño del sistema y de las condiciones
ambientales

Cuando la instalación no funcione en continuo, permaneciendo parada en periodos inferiores a un mes se
recirculara agua con biocida diariamente, si es posible con los ventiladores apagados, para asegurar la correcta
distribución del biocida.

Revisión

En la revisión de una instalación se comprobará su correcto funcionamiento y su buen estado de conservación
y limpieza.

Se incluirán, si fueran necesarios, otros parámetros que se consideren útiles en la determinación de la calidad
del agua o de la efectividad del programa de mantenimiento de tratamiento del agua.

Protocolo de toma de muestras

El punto de toma de muestra en la instalación es un elemento clave para asegurar la representatividad de la
muestra, en la tabla siguiente se incluyen algunas pautas a tener en consideración para cada uno de los
parámetros considerados

Limpieza y desinfección

Durante la realización de los tratamientos de desinfección se han de extremar las precauciones para evitar que
se produzcan situaciones de riesgo, tanto entre el personal que realice los tratamientos, como para los usuarios
de las instalaciones.

Se pueden distinguir tres tipos de actuaciones en la instalación:
1. Limpieza y programa de desinfección de mantenimiento
2. Limpieza y desinfección de choque
3. Limpieza y desinfección en caso de brote

Criterios de valoración de resultados

Resolución de problemas asociados a la instalación

En estos casos es necesario revisar la instalación en busca de tramos de tubería de poco uso,
ramales estancados, tramos ubicados por debajo del nivel del punto de desagüe, o que por alguna razón no
se puedan desaguar adecuadamente.

Descripción de registros asociados a las instalaciones

Se dispondrá en estas instalaciones de un Registro de Mantenimiento donde se deberán indicar:
— Plano señalizado de la instalación con la descripción de flujos de agua.
— Operaciones de mantenimiento realizadas incluyendo las inspecciones de las diferentes partes del
sistema.
— Análisis de agua en la balsa realizados incluyendo registros de biocida diarios (añadido o residual) en
aquellas instalaciones que los utilicen.
— Certificados de limpieza-desinfección.
— Resultado de la evaluación del riesgo

Criterios para la evaluación del riesgo

La evaluación del riesgo de la instalación se realizará como mínimo una vez al año, cuando se ponga en marcha
la instalación por primera vez, tras una reparación o modificación estructural, cuando una revisión general así
lo aconseje y cuando así lo determine la autoridad sanitaria

La evaluación del riesgo de la instalación debe ser realizada por personal técnico debidamente cualificado y
con experiencia, preferiblemente con titilación universitaria de grado medio o superior y habiendo superado
el curso homologado tal como se establece en la Orden SCO/317/2003

Acciones correctoras en función del Índice Global

INDICE GLOBAL < 60
Cumplir los requisitos del Real Decreto 865/2003 así como los especificados en el apartado 4.3 Fase de vida
útil: Mantenimiento de la instalación.

INDICE GLOBAL ≥ 60 ≤ 80
Se llevaran a cabo las acciones correctoras necesarias para disminuir el índice.
Aumentar la frecuencia de revisión de la instalación: Revisión trimestral.
Un ejemplo de posibles acciones correctoras se recoge en las tablas 8, 9 y 10.

INDICE GLOBAL > 80
Se tomarán medidas correctoras de forma inmediata que incluirán, en caso de ser necesario, la parada de la
instalación hasta conseguir rebajar el índice. Aumentar la frecuencia de limpieza y desinfección de la instalación
con periodicidad trimestral hasta rebajar el índice por debajo de 60.

Ejemplo de evaluación del riesgo de una instalación