Opinión

Mantenimiento de Sistemas de Enfriamiento Evaporativo

El uso de los sistemas de enfriamiento evaporativo como torres de enfriamiento y condensadores evaporativos, debido a la Legionella hacen necesario un adecuado mantenimiento que permita compatibilizar las ventajas de estos sistemas con la seguridad de las personas que desarrollan su actividad en estas instalaciones.

Ing. Eloy Velasco Gómez,
Doctor Ingeniero Industrial, Universidad de Valladolid, España

El uso de los sistemas de enfriamiento evaporativo como torres de enfriamiento y condensadores evaporativos, debido a la Legionella hacen necesario un adecuado mantenimiento que permita compatibilizar las ventajas de estos sistemas con la seguridad de las personas que desarrollan su actividad en estas instalaciones.

La legionella descubierta en el año 1977 por un brote de neumonía declarado un año atrás entre los asistentes a un congreso de excombatientes de la legión estadounidense, está formada por un grupo de bacterias del tipo bacilo con formas alargada o esférica, según las condiciones en las que se encuentre.

Ya estaba presente en la tierra antes de la aparición del hombre, e incluye más de 42 especies, no todas ellas virulentas, siendo el serogrupo 1 de la Legionella Pneumophila, el que causa mayor número de infecciones y el más frecuente en el agua de las instalaciones.

La cadena de acontecimientos para la producción de esta enfermedad se describe de la siguiente manera: la existencia de una cepa virulenta en la instalación puede proceder del agua de aporte o por aerosoles de instalaciones contaminadas.

Condiciones incontroladas en las instalaciones son consecuencia de un defecto en el mantenimiento. Las bacterias utilizan la materia orgánica presente en el agua (suciedad) como alimento y las incrustaciones o biofilm sirven como refugio. Unas malas condiciones de incrustaciones y suciedad unidas al rango de temperatura que operan estas instalaciones, hacen que la bacteria prolifere hasta concentraciones elevadas.

Es recomendable hacer un correcto mantenimiento en sistemas de enfriamiento evaporativo y condensadores evaporativos, debido a la legionelosis.

Cuando el funcionamiento de los equipos como torres de refrigeración, condensadores evaporativos, sistemas de humidificación adiabática, etc., provocan aerosoles, si éstos poseen suficiente concentración y pasan al tracto respiratorio de personas inmunodeprimidas (ancianos, fumadores, enfermos del aparato respiratorio, etc.) se produce un contagio por la bacteria que debe ser tratado clínicamente. Sólo en algunos casos provoca la muerte del enfermo.

Cualquier elemento que rompa la cadena anterior, es decir, si no hay suciedad, incrustaciones o nivel térmico adecuado que permita la proliferación bacteriana, evitará la legionellosis.

Uno de los tratamientos de desinfección más utilizados es el térmico, sobre todo en instalaciones de agua caliente sanitaria (ACS), donde se puede acumular a temperaturas de 60ºC sin riesgo de proliferación y elevar la temperatura durante un periodo corto de tiempo hasta 70 ºC donde la bacteria muere.

Dado que los sistemas de enfriamiento evaporativo no pueden ser esterilizados por temperatura, es necesario aplicar otro tipo de soluciones. La mayoría de las veces se opta por tratamientos con productos biocidas, cuya forma de actuar puede ser como agentes oxidantes o no oxidantes.

Los agentes oxidantes (derivados del cloro, ozono) oxidan la materia orgánica del agua (materia celular, enzimas, proteínas), provocando la muerte de las bacterias. La actividad de alguno de estos productos biocidas, como los derivados del cloro, depende del pH del agua, por lo que cuando el pH es básico (pH > 7) es necesario una neutralización previa con ácido.

Los agentes no oxidantes como toxinas metálicas aportadas como productos al agua (sales de plata, cobre, amonio cuaternario, etc.) o bien con generadores de iones Cu-Ag, intervienen en el metabolismo o en la estructura celular de las bacterias.

Para que los tratamientos con biocida consigan su efecto, es imprescindible disponer de instalaciones limpias, evitando zonas muertas o incrustaciones donde pueda protegerse la bacteria del contacto con el agente desinfectante.

Las incrustaciones y biocapa formadas, proceden de la materia aportada por el aire o del deterioro de los elementos metálicos en contacto con el agua, pero sobre todo se deben al contenido en sales del agua de aporte, por lo que se debe establecer un adecuado nivel de purga de agua que asegure la concentración está en valores inferiores a los de saturación.

Para conocer la concentración de sal normalmente se utiliza la conductividad eléctrica del agua y para establecer el nivel de purga se precisa conocer la conductividad eléctrica máxima admisible.

Un caudal de purga demasiado pequeño puede provocar incrustaciones y un exceso de purga ocasiona un gasto superior de agua junto con una pérdida innecesaria de los productos químicos utilizados en su tratamiento, como son alguicidas, desincrustantes, antioxidantes, biocidas, floculantes, etc., necesarios para mantener en las condiciones adecuadas la instalación.

En fechas recientes, han aparecido nuevos sistemas de desinfección, entre ellos la radiación ultravioleta, que inertiza el agua en la alimentación mediante la modificación del código genético de las bacterias, impidiendo su proliferación. Para que sea eficaz es necesario asegurar que no existe posibilidad de contaminación bacteriana aguas abajo de realizar el tratamiento y comprobar que no se producen incrustaciones en las lámparas que eviten la exposición a la radiación de las bacterias.

Otro proceso de reciente desarrollo es la fotocatálisis con óxido de titanio que oxida la materia orgánica en el agua de aporte utilizando la luz ultravioleta. Finalmente han aparecido sistemas de filtración de aire y agua que evitan el aporte y la dispersión bacteriana.

En este tipo de tratamientos hay que tener en cuenta como se modifica la pérdida de carga, para no elevar demasiado el consumo de los equipos de circulación (ventiladores y bombas).

La utilización de estos sistemas tiene como inconveniente que precisan de un mantenimiento adecuado de la instalación para evitar la contaminación por legionella, pero las ventajas energéticas que aportan a los procesos hacen que en instalaciones a partir de mediana potencia siempre sean muy rentables. Para el caso de instalaciones de pequeña potencia se precisa un estudio de costes en los que se compare la inversión en mantenimiento de los sistemas evaporativos con la reducción de las prestaciones (COP) en los sistemas de enfriamiento.

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Agradecimientos:

Este trabajo es posible gracias al proyecto de Investigación subvencionado por el Plan Nacional de I+D, titulado: Reducción del consumo energético y emisiones de anhídrido carbónico en edificios combinando enfriamiento evaporativo, enfriamiento gratuito y recuperación de energía en sistemas todo aire.

Coautores:

Francisco Javier Rey Martínez, Ana Tejero González; G.I.R. de Termotecnia de la Universidad de Valladolid, Dpto. Ingeniería Energética y Fluidomecánica; ETS Ingenieros Industriales–Universidad de Valladolid; Fernando Enrique Flores Murrieta; Universidad de Quintana Roo, México.

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