Enfriamiento evaporativo; orígenes, evolución y tratamiento del agua

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enfriamiento evaporativo
29/12/2020

Desde su aparición, a mediados del pasado siglo, el enfriamiento evaporativo ha utilizado el agua como refrigerante por lo que contribuye al fomento de conceptos como la sostenibilidad, la protección medioambiental o la economía circular.

En la sociedad actual se apuesta firmemente por la utilización de recursos naturales, que al mismo tiempo que favorezcan el ahorro energético, garanticen la protección medioambiental. En este contexto, en el campo de la refrigeración, existe una clara tendencia a la transición hacia refrigerantes naturales capaces de reducir las emisiones de CO2.

El agua es uno de estos recursos cuya eficiencia, en materia de climatización está más que demostrada. La refrigeración evaporativatorres de refrigeración y condensadores- emplea el agua realizando un uso responsable y sostenible de la misma, favoreciendo su reutilización de modo seguro y la reducción de su consumo, y contribuyendo, de este modo, a la disminución de la contaminación. Éste es el caso, por ejemplo, de la reutilización del agua de condensación de las instalaciones frigoríficas.

Antecedentes del enfriamiento evaporativo

Los orígenes del enfriamiento evaporativo, utilizado desde el neolítico con la aparición de la cerámica a nivel industrial, se remontan a mediados del pasado siglo, concretamente al año 1955 cuando el inventor y empresario sueco Carl Munters fundó Carl Munters & Co., en base a sus ideas sobre las leyes de la termodinámica que tradujo en una tecnología pionera: desarrollar un sistema de aire acondicionado basado en el uso de la refrigeración evaporativa y la deshumidificación. El desarrollo de los componentes clave del sistema fueron el rotor desecante y los paneles evaporativos.

A lo largo de su vida, Carl Munsters solicitó alrededor de 1.000 patentes centradas básicamente en áreas de deshumidificación y enfriamiento evaporativo.

Aun así, los primeros antecedentes debemos buscarlos veinte años antes, cuando en la década de los treinta del pasado siglo, en Estados Unidos se extendió la utilización en las ventanas de las viviendas de paños mojados a fin de que los ventiladores eléctricos empujaran aire mojado al interior.

Poco después, los paños se sustituyeron por paja o fibras de madera, de modo que el ventilador se guardaba en una caja con la paja envuelta en malla de gallinero. Estos fueron los primeros sistemas de refrigeración completamente artesanales.

Aproximación al enfriamiento evaporativo

El funcionamiento de los equipos de refrigeración evaporativa se basa en un proceso natural que utiliza el agua como refrigerante y que se aplica para la transmisión a la atmósfera del calor excedente de diferentes procesos y máquinas térmicas.

Los equipos de enfriamiento evaporativo liberan el calor de condensación de las máquinas frigoríficas transfiriéndolo a la atmósfera mediante la evaporación de una reducida cantidad de agua. Este proceso se hace efectivo gracias al establecimiento de un contacto directo entre el agua en circulación y una corriente de aire que propicia un intercambio de calor y masa entre ambas.

Estos equipos constituyen una de las alternativas más eficientes en el campo de la refrigeración industrial, utilizándose en la mayor parte de los procesos que requieren frío para su funcionamiento tanto en amplios segmentos de la industria como en el sector terciario. Sin ellos, muchos de estos procesos no podrían realizarse o lo harían a un rendimiento inferior y, como consecuencia, se produciría un mayor consumo de recursos naturales.

Las claves de la refrigeración evaporativa

¿Cómo se favorece el ahorro y la reutilización del agua en los sistemas de refrigeración evaporativa?

Los equipos de refrigeración evaporativa realizan un uso sostenible y responsable del agua, en la medida que se reduce su consumo y se mejora su aprovechamiento. El 98% del agua que se usa en una torre es reutilizada, quedando un 1% para la evaporación y 1% para la purga. Asimismo, la menor energía que requieren estas instalaciones frente a los equipos de enfriamiento de condensación por aire supone un gran ahorro en el gasto de agua en origen derivado de la producción eléctrica necesaria para su funcionamiento.

Por otra parte, las mejoras de carácter tecnológico permiten considerar que el fenómeno de arrastre, con los separadores de alta eficiencia puestos en el mercado, representa entre un 0,01% y un 0,002% (en ciertos modelos) del caudal de agua en recirculación, la cantidad de agua que pudiera llegar a perderse en el arrastre es entre 20 y 100 veces menor que el agua evaporada y hasta quinientas en algunos modelos. En consecuencia, la cantidad de agua pérdida por arrastre no es significativa y la salida de aerosoles no tiene importancia práctica si se siguen las normas relativas a calidad de los separadores de gotas, montaje y mantenimiento del equipo.

¿Por qué estos equipos son respetuosos con el medio ambiente?

En la medida que estos equipos emplean el agua para disipar el calor, se reduce las emisiones de CO2, se constituyen como una tecnología limpia y respetuosa con el medio ambiente, que favorece la reducción de los efectos del cambio climático. Asimismo, se reduce el efecto invernadero al limitarse las emisiones de CO2 indirectas gracias al ahorro de energía eléctrica consumida, y directas, por el menor riesgo de fugas de gases refrigerantes.

En definitiva, los equipos de refrigeración evaporativa no son nocivos para el entorno, ya que el uso que hacen del agua forma parte de su ciclo hidrológico natural, en concreto en el punto del proceso correspondiente a la evaporación.

¿Cómo contribuyen las torres de refrigeración a la economía circular?

La refrigeración evaporativa se ha adaptado a las nuevas exigencias del entorno y de los recursos naturales disponibles, favoreciendo, de este modo, la economía circular que pone el foco en la interrelación entre la economía y la sostenibilidad con objeto de que el valor de productos, materiales y recursos se mantenga en el circuito económico durante el mayor tiempo posible, reduciéndose al mínimo la generación de residuos.

En este contexto, el principio de funcionamiento de la refrigeración evaporativa permite, a partir de una solución natural como es el agua, de la que realiza un uso responsable y sostenible, abordar algunos de los principales retos de la sociedad actual: cambio climático, reducción de costes económicos y ahorro energético.

Tampoco hay que olvidar la escasa huella hídrica que dejan tras de sí estos equipos, un indicador medioambiental (HH), en línea con la economía circular, que evalúa el volumen total de agua dulce empleado en la producción de bienes y servicios, un elemento a tener en cuenta en la evaluación del coste económico y medioambiental de cualquier producto.

Conclusiones

El aprovechamiento del agua como un recurso natural, así como la reducción del consumo energético y la disminución generalizada de costes que implica la utilización de estos equipos, convierten a la refrigeración evaporativa en una alternativa ideal ante la actual situación de recesión económica generada como consecuencia del Covid-19.

Artículo redactado por la Comisión Técnica de AEFYT – Asociación de Empresas de Frío y sus Tecnologías

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