¿Qué Planta Elegir?

Por Ximena Llanca
Jefe Área Ingeniería / Dueik Equipos Térmicos


En muchas empresas se requiere de una planta térmica que entregue el calor para alguno de sus procesos. Si bien el cálculo del calor requerido es relativamente simple, al momento de diseñar los ingenieros se encuentran con tres tipos de plantas que pueden satisfacer sus necesidades: las de agua caliente, las de vapor y las de fluido térmico. Entonces, surge la duda: ¿cómo saber cuál es la más adecuada?

A continuación se entregan algunas orientaciones al respecto.

Circuito Cerrado o Abierto  

Existen varios ítems que deben tomarse en cuenta para poder decidir entre las tres alternativas mencionadas.

Lo primero que se debe aclarar es que las plantas de fluido térmico al igual que las de agua son circuitos cerrados, es decir, el sistema entrega calor al proceso en forma indirecta a través de intercambiadores de calor. La ventaja de este tipo de sistemas es que el circuito se llena una sola vez con el fluido (en la puesta en marcha) y posteriormente sólo se deben realizar rellenos ocasionales y en mínima cantidad, por lo que hay un considerable ahorro en los costos de operación. Esto sin considerar el ahorro de productos químicos para el tratamiento en el caso del agua.

Por otro lado, la planta térmica de vapor es un circuito abierto; vale decir, el vapor se consume directamente en el proceso o bien a través de intercambiadores de calor, pero parte del agua condensada se pierde en el circuito o se contamina. Así, se recupera sólo un porcentaje del agua que ingresa a la caldera (por cada kilogramo de vapor entregado, hay un 15% de energía que se desperdicia producto de las pérdidas de vapor y condensado), por lo tanto hay consumo de agua y productos químicos durante toda la operación de la planta. Dependiendo de la calidad del agua, las pérdidas producidas en las purgas se pueden recuperar. La ventaja de este tipo de circuitos es que el vapor es un fluido limpio que puede utilizarse para un calentamiento directo.

Temperatura Requerida

Otro punto importante al momento de considerar el tipo de planta que se utilizará,  son las temperaturas que se desean suministrar al proceso.

Para aplicaciones que requieren bajas temperaturas (hasta 90 - 95 °C) lo recomendable es utilizar calderas de agua caliente, ya que el calentamiento se mantiene bajo el punto de ebullición del agua, por lo cual las presiones de trabajo son bajas. Esto deriva en que la planta necesita un control más simple.

Si la aplicación requiere temperaturas moderadas, entre 95 y 180 °C, lo recomendable es utilizar calderas de vapor la cual exige un control un poco más completo por las altas presiones a que el sistema debe operar para alcanzar temperaturas sobre los 100 °C. Nuevamente, la ventaja de este tipo de aplicación es la utilización directa del vapor en el proceso.

Luego para aplicaciones sobre los 180 °C es recomendable utilizar calentadores de fluido térmico, ya que al trabajar con aceite térmico en lugar de agua se pueden lograr altas temperaturas a bajas presiones. En este caso es indispensable un control estricto durante la operación del sistema. El costo de instalación de una planta de fluido térmico respecto a una planta de vapor es un poco más alto.   

Rendimiento y Eficiencia

Un tercer parámetro a considerar en el análisis de los tipos de plantas son los rendimientos obtenidos.



Lea la versión completa de este artículo en Revista InduAmbiente N° 127 (marzo-abril 2014), págs. 106-109.