Condensadores evaporativos anticorrosión

La corrosión y pasivación son elementos recurrentes en los sistemas de refrigeración que causan problemas de desempeño, eficiencia y reducción de la vida útil de los equipos. El uso de componentes con características específicas que logren resistir la acción del agua y de los elementos minerales que contiene permite alargar la durabilidad del equipo y ofrecer un desempeño operacional óptimo.

Para evitar la corrosión debe desarrollarse un  diseño completo de acero inoxidable que se encargue de la calidad del agua, la pasivación y la corrosión.

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Demanda. Los sistemas de enfriamiento representan el mayor consumo de agua

Brasil es una de las principales economías de América Latina y una de sus actividades más importantes es la producción y exportación de alimentos. Las grandes plantas instaladas en el país para el procesamiento de productos cárnicos y frutas requieren grandes capacidades de refrigeración. Es por esto que la industria brasileña de refrigeración industrial está acostumbrada a atender grandes capacidades de refrigeración con salas de máquinas gigantes, que generalmente trabajan con amoniaco como refrigerante.

Por otro lado, las altas temperaturas ambientales presentes en las zonas Centro y Norte de Brasil obligan a que se utilicen condensadores evaporativos en sus instalaciones, con el objetivo de incrementar la eficiencia global del sistema mediante la disminución de las presiones de condensación.

Cuando se habla del gigante de Sudamérica, no es posible olvidar que Brasil cuenta con más de 8 mil kilómetros de línea costera y una calidad de agua poco constante, lo que representa desafiantes factores para los condensadores evaporativos de acero galvanizado. Tales retos tienen como consecuencia costos de mantenimiento elevados y una corta vida útil de los equipos de refrigeración.

Con este panorama en mente, la industria brasileña de la refrigeración ha asumido el desafío de diseñar un condensador evaporativo que pueda ofrecer el mejor desempeño bajo estas condiciones adversas, las que, sin duda, son las menos favorables para este tipo de equipamiento.

Retos
En la actualidad, la disponibilidad de agua para las labores de cualquier índole se ha convertido en un problema mundial recurrente. Existen diferentes factores que pueden contribuir a originar condiciones extremas en cada localidad; por ejemplo, el clima, las variaciones estacionales, las sequías y las inundaciones.

El sector industrial de la refrigeración es uno de los mayores consumidores de agua, seguido tan sólo por las actividades de la agricultura. Dentro de esta industria, el mayor consumidor de agua es el enfriamiento para sistemas de refrigeración y aire acondicionado. Entre los principales desafíos de esta industria se encuentra mejorar la calidad del agua, optimizar los niveles de efluentes, acatar las restricciones del uso de agua e implementar los tratamientos químicos en sitio que requiere el líquido.

Inocuidad. El acero inoxidable pasivado ofrece mayor tiempo de vida que el acero negro

Pasivación y corrosión
En tanto que las plantas intentan minimizar el volumen de agua utilizado para los procesos de enfriamiento, suavizar el agua se ha convertido en una práctica usual, puesto que permite que el sistema corra a mayores ciclos de concentración. Todos estos factores han contribuido al incremento en la oxidación de los materiales de los sistemas de enfriamiento con componentes galvanizados, por efecto de los elementos contenidos en el agua.

Los productos de acero galvanizado requieren pasivación al inicio y, de manera periódica, durante la vida operacional del equipo. Si la pasivación no se lleva a cabo, el recubrimiento galvanizado perdería su capa protectora de pasivación y desarrollaría oxidación.

Solución
La solución para el problema de la corrosión ha sido el desarrollo de un diseño completo de acero inoxidable que puede hacerse cargo de la calidad del agua, la pasivación y la corrosión. La sólida construcción de estos nuevos condensadores evaporativos permite un tiempo de vida de más de 20 años y un nivel de fugas de cero por ciento en la bandeja recolectora de agua, gracias al diseño completamente soldado de acero inoxidable.

Por otra parte, el mantenimiento de este modelo es sumamente sencillo debido a que no es necesario cambiar correas, poleas  o engrasar rodamientos, ya que los ventiladores de transmisión directa vienen de manera estándar. En cuanto al montaje y la instalación, la construcción de este sistema se realiza para ser montada en dos secciones: una superior y otra inferior, lo que facilita la labor.

Vida útil del producto
El acero inoxidable pasivado ofrece un tiempo de vida del producto, cuando menos, dos veces mayor que el de un equipo fabricado con acero negro galvanizado en grado G235. El serpentín, fabricado de acuerdo con la norma ASME, se manufactura con materiales clasificados ANSI. Los ventiladores de alta eficiencia se han diseñado para tener una vida útil de más de 10 años, lo que le añade mayor durabilidad. Asimismo, todas las uniones de la bandeja se sueldan a la perfección para asegurar su estabilidad y una garantía total contra fugas.

Beneficio. Los equipos a base de acero inoxidable pasivado suprimen las rutinas de pasivación en el bloque de condensación

Reducción de costos de mantenimiento
Con la utilización de equipos fabricados a base de acero inoxidable pasivado, no es necesario realizar rutinas de pasivación en el bloque de condensación, ya que la pasivación en el acero inoxidable se presenta automáticamente. Por este motivo se reduce el trabajo, los requerimientos de tratamiento de agua y el impacto negativo sobre el medioambiente. La operación en ciclos altos de concentración reduce la purga de agua, el agua de reposición y los tratamientos químicos. Otro factor importante es que los ventiladores de transmisión directa ayudan a eliminar requerimientos de mantenimiento; entre ellos, la lubricación de los rodamientos, el alineamiento o el reemplazo de correas.

Costos operacionales
Con los ventiladores de transmisión directa, el nuevo desarrollo de estos condensadores evaporativos permite obtener ahorros de energía por medio de tres elementos: los ventiladores de transmisión directa no incurren en pérdidas de energía, comunes en los sistemas de transmisión de correa y poleas; los ventiladores electrónicamente conmutados (EC) pueden operan a velocidades reducidas, sin disminuir la eficiencia del motor y sin un convertidor de frecuencia; finalmente, el acero inoxidable es poco propenso a la incrustación, lo que le otorga un funcionamiento confiable, con menos penalización a lo largo de la operación del equipo.

Sus atributos convierten a este equipo en un éxito para condiciones de operación a altas temperaturas y concentraciones elevadas de humedad

Practicidad. Un único sistema de conexión facilita el ensamble en sitio y elimina la necesidad de materiales selladores y trabajos relacionados

Costos de instalación
Este novedoso diseño de condensador evaporativo pesa 50 por ciento menos que el equivalente en acero galvanizado, lo que requiere menor estructura de soporte y una grúa menor para llevar a cabo los procesos de montaje y de ensamblado. Además, las partes superior e inferior utilizan un sistema de conexión único para realizar el ensamble en sitio, lo que elimina el uso de cinta selladora, remaches, cabestrantes de cadena y trabajos relacionados con el ensamble. Asimismo, los ventiladores de transmisión directa están cableados (potencia y control) a una caja de bornes común, lo que elimina el cableado en sitio. Otro beneficio extra es el controlador, el cual se cablea en fábrica y se conecta a todos los ventiladores de transmisión directa de tipo EC para controlar la velocidad y el control del punto de operación, lo que elimina el material y el trabajo relacionado con el controlador de frecuencia variable.

Todos estos atributos convierten a este equipo en un éxito para las condiciones de operación del mercado brasileño, lo que permite asegurar su rápida incorporación en otros mercados, en donde las aplicaciones evaporativas sean necesarias para aumentar la eficiencia de los sistemas de refrigeración.

Con información de Güntner
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Pasivación
La pasivación es la formación de una película relativamente inerte sobre la superficie de un material (frecuentemente un metal) que lo enmascara en contra de la acción de agentes externos. Aunque la reacción entre el metal y el agente externo sea termodinámicamente factible a nivel macroscópico, la capa o película pasivante impide que estos puedan interactuar, de modo que la reacción química o electroquímica se reduce o no ocurre.

La pasivación no debe confundirse con la inmunidad, en la cual el metal base es por sí mismo resistente a la acción de los medios corrosivos; por ejemplo, el oro y el platino, que no se oxidan fácilmente.

En muchos casos, la formación de esta película pasivante es espontánea cuando el metal entra en contacto con el agente externo. Un ejemplo clásico es el aluminio. Cuando una superficie de este metal entra en contacto con el aire ambiente, la parte más externa del objeto se oxida de manera espontánea para formar una capa transparente e impermeable de alúmina (Al2O3) tipo cerámica, muy congruente y adherente. Por esta razón, aunque el aluminio es muy reactivo termodinámicamente, la capa pasivante lo protege de manera muy efectiva en contra de la corrosión a condiciones ordinarias. Para lograr la corrosión de este metal se requieren ácidos minerales o un determinado sobrepotencial electroquímico.

Otro caso típico es el acero inoxidable. Como resultado de sus contenidos de cromo, esta aleación forma naturalmente una capa de óxido de algunos Angstrom de espesor, de modo que queda protegido contra muchos agentes corrosivos.

La formación de una película pasivante no se limita a la oxidación de un metal base. Existen casos donde la película pasivante se forma por reducción. En este caso puede ser producto de la reducción electroquímica de algún óxido o sulfuro; por ejemplo, se ha intentado la electrorrefinación directa de matas de cobre (sulfuro de cobre), sin pasar por la etapa de convertidor metalúrgico. Sin embargo, la reducción del sulfuro forma una película pasivante de azufre elemental que entorpece el proceso, por lo que esta alternativa aún se encuentra en investigación.