¿Qué es una torre de refrigeración? ¿Es peligrosa?

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Seguro que muchas veces has leído trágicas noticias sobre muertes y enfermedades causadas por torres de refrigeración de hospitales, centros comerciales, etc., así que hoy vamos a ver en Nergiza qué es una torre de refrigeración y si es tan peligrosa como nos cuentan.

Torre de refrigeración


 

¿Qué es una torre de refrigeración?

Una torre de refrigeración es básicamente un dispositivo que nos permite enfriar agua (u otro líquido), la principal ventaja es que lo hace a bajo coste y ocupando un espacio bastante reducido en comparación con otras tecnologías.

El concepto torre de refrigeración es bastante amplio, sirve para designar desde las grandes torres de refrigeración de centrales nucleares (The Simpsons…), hasta las torres de refrigeración de sistemas de climatización de hospitales, centros comerciales, etc. Aunque todas se basan en el mismo principio de funcionamiento, en este post vamos a centrarnos en las últimas.Sistema agua-agua con torre

Antes de nada es importante decir que las torres de refrigeración de sistemas de climatización no se utilizan para refrigerar directamente el agua que circula por los fan-coils o climatizadores de la instalación, esto es debido a que la torre de refrigeración no es capaz (en situaciones normales) de bajar el agua hasta temperaturas cercanas a las necesarias para alimentar estos circuitos directamente (sobre 9ºC).

Como muchos Nergizos sabéis, una bomba de calor absorbe calor por un lado (refrigera) mientras que simultáneamente por otro lado emite calor, si queremos usar el lado frío para refrigerar un edificio tendremos que “hacer algo” con el calor generado en el lado caliente. Si el sistema de climatización es aire-agua disipamos ese calor mediante una baterías de intercambio y ventiladores, pero si el sistema es agua-agua (grandes instalaciones) normalmente utiliza una torre de refrigeración para realizar la condensación y disipar ese calor, tal y como aparece en el esquema de arriba.

 

¿Cómo funciona una torre de refrigeración?

Hay varios tipos de torres de refrigeración en climatización, pero el más normal es el que hemos puesto en el esquema de abajo, básicamente tiene una entrada de agua por la parte alta que va a parar a unos rociadores que la vierten sobre un material de relleno, a su vez el aire se fuerza a circular desde las entradas inferiores hasta la salida superior, por lo tanto el agua que baja se “cruza” con el aire que sube y parte de ella se evapora.

Relleno de torre de refrigeración

Relleno de torre de refrigeración

-Vale Nergizo, pero… ¿Cómo enfría el agua?

-Tranquilo Fulgencio, ahora vamos a ello

El principio de funcionamiento se basa en que el agua, al evaporarse, absorbe energía de su alrededor, por lo tanto se enfría. Este enfriamiento es similar al utilizado en los climatizadores evaporativos.Torre de refrigeración esquema

Parte del agua se evapora en el aire y se “pierde”, por lo tanto la cantidad de agua que llega a la balsa inferior es menor que la que rociamos, este es el motivo por el que este sistema requiere de una continua reposición de agua de forma automática en el circuito.

 

¿Es peligrosa una torre de refrigeración?

Como cualquier Nergizo avispado ya se habrá imaginado, el circuito de agua de condensación en este tipo de sistemas es abierto, es más, el agua sale continuamente del circuito al exterior a través de la evaporación de la misma en el aire que expulsa la torre.

Y ahora es el momento de presentaros a un bichito ya conocido por algunos, la Legionella, que tiene la particularidad de sentirse “como en casa” en aguas a temperaturas comprendidas entre 35ºC-39ºC, ahí es capaz de vivir, crecer, reproducirse, etc… y da la casualidad de que es justo al temperatura a la que tenemos en el agua en el circuito de nuestra torre de refrigeración.

Legionella

No es difícil llegar a la conclusión de que es muy sencillo que la Legionella que está en el agua del circuito pase al agua evaporada en el aire que sale de la torre, y de ahí viaje a los pulmones de alguien que pase por la zona en ese momento. En una persona sana no es habitual que la Legionella cause la muerte, pero en enfermos o ancianos puede ocurrir.

Las alternativas a una torre de refrigeración en un sistema de climatización agua-agua son costosas y bastante más voluminosas que la torre/s: dry coolers, geotermia, etc… De estas alternativas hablaremos otro día.

 

12 Comentarios

  1. Que recuerdos de la carrera! jeje

    El agua al evaporarse se enfría, cuando lo piensas por primera vez parece que se ha cruzado un cable en la cabeza pero es cierto. Necesita energía para el cambio de estado, y esa energía la saca a base de enfriar el resto del agua que no ha evaporado.

    Es el mismo funcionamiento que un botijo… por eso hay que ponerlo al sol y que corra el viento por el pitorro, esto último para renovar el aire interior y disminuir la humedad y seguir favoreciendo la evaporación.

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  2. Pregunta…¿La legionella no será neutralizada a la temperatura del vapor de agua que sale de la torre? Creo que se mata en torno a los 70ºC. De no ser así, ¿la solución sería procurar que en algún momento del circuito el agua llegue a esta temperatura?
    El gasto energético sería mayor…Pero la salud quedaría garantizada.

    Otra pregunta el mecanismo de contagio de la legionella, es cuando inhalas el “spray” (con spray me refiero a micropartículas de agua con la bacteria) por vías respiratorias, ¿cabe la posiblidad de que la instalación sea totalmente estanca imposibilitando la salida de este spray hacia las zonas con personas?

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    • La manera más económica de mantener desinfectada la torre es con cloro, igual que una piscina. El problema de subir la temperatura es que la torre tiene que refrigerar el circuito, no podemos subir la temperatura porque si no esa agua no nos vale para refrigerar. Por esta misma razón, se hacen abiertas. Simplemente clorando adecuadamente el agua de refrigeración se soluciona el problema.

      Ese es el mismo caso de los fancoils, el agua que acumulan en las bandejas puede contaminarse, para lo cual periódicamente se les añaden pastillas desinfectantes.

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      • Exacto, el cloro es la solución, pero tiene que ser un sistema de reposición automático ya que constantemente entra agua “nueva” a la instalación, y si no se repone el cloro terminaríamos con un 100% de agua de red “normal” en el circuito al poco tiempo.

        Toda la razón en lo de los fan-coils, también sucede en unidades interiores de expansión directa e incluso de forma más acusada, aunque estoy seguro de que el 90% de los servicios de mantenimiento no usan las pastillas.

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    • Hola Salvador.

      Que el aire salga con más humedad no quiere decir que esté a más de 70ºC, fíjate por ejemplo en un día de niebla, el aire está muy húmedo pero no quiere decir que esté caliente. Es un error muy común, supongo que viene de pensar en la idea de hervir agua y que salga vapor, el otro día un Nergizo planteaba una duda muy similar, no recuerdo el post.

      La instalación no puede ser totalmente estanca ya que se basa principalmente en tomar aire seco del exterior y expulsar aire húmedo, por lo tanto las torres necesitan constantemente de aporte de aire exterior y extracción. Lo que sí existen son separadores de gotas para minimizar este “spray”.

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      • anotar que el agua evapora a cualquier temperatura por encima de 4ºC. por eso se puede secar la ropa en casi cualquier clima, a menos que esté nevando (menos de 4 grados)

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  3. Tenía una idea errónea de porqué había problemas de legionella en los hospitales, pensaba que era por la condensación de agua en los conductos. Veo que no jejeje

    Estaba pensando que quizás se podría usar luz UV para matar la legionella (junto al tratamiento de cloro) para reducir aun más la posibilidad de contagio. No sé si sería factible, pero he visto que ciertas potabilizadoras de agua usan esa luz.

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    • No te acostarás sin saber una cosa más…

      Lo de la UV no se si será posible, pero como comenta Jose lo más sencillo es el cloro de toda la vida.

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      • Ahora que mencionáis los de los rayos UV, estamos comentando estos días en la oficina de una empresa española que, para usar aguas residuales para riego, hace pasar el agua por unos conductos donde el agua es irradiada con rayos UV.

        Pero como el proceso de eliminación de materia orgánica por rayos UV es muy lento (es como poner una garrafa trasparente de agua al sol, al cabo de varios días te cargas la legionella), lo que han hecho es pasar el agua por una sección de tubería de titanio, a la que le aplican una bombilla de luz UV por dentro. La luz reacciona con el titanio y esto acelera el proceso una barbaridad (el proceso se llama fotocatálisis oxidativa, hay vídeos en youtube), y en pocas horas tienes agua limpia prácticamente sin nada de materia orgánica, además dependiendo de las necesidades de aguas se puede pasar varias veces por la tubería de titanio o poner varias en paralelo, etc.

        Económicamente es muy barato, energéticamente sólo es alimentar una bombilla de UV poco más grande que un LED, incluso con una plaquita solar se podría hacer. Lo malo es que la patente está en manos americanas y suecas, pero se podría usar para depurar agua de forma muy barata y eficiente.

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        • El problema del uva es que,no tienes tiempo de aplicarla al agua, ya no somos capaces ni de imaginarnos la cantidad de veces que el agua cae en 1h.
          Una torre de 10m3 puede recircular 500m3/h sin inmutarse, asi que imaginad los ciclos que da el agua, y lo rapido o la seccion de la tuberia con la que teabaja.

          no tiene sentido aplicarlo a la entrada, donde hay mucho menos caudal, porque se contamina el agua al estar dando vueltas en la torre en contacto con el aire.

          El problema del cloro es la corrosión que provoca en la máquina que estas enfriando.

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          • La verdad es que no se a qué velocidad debería circular el agua para oxidar los compuestos orgánicos totalmente de una vez, en la demostración que hicieron era 1m^3/h, no sé exactamente el diámetro que tenía la tubería, pero no debía ser más grande que una goma de regar convencional. Lógicamente, para más caudal se utilizan reactores más complejos.

            Pero al ser un sistema cíclico donde el agua pasa por el mismo punto varias veces sí funcionaría al hacer muchas “pasadas”, oxidando cada vez cierta cantidad. No todas las veces que el agua esté en contacto con el exterior se contaminaría ¿verdad? Es decir, da igual cuánta agua pase por el circuito en un determinado momento sino las veces que pase. Llegará un punto que incluso sólo haga falta poner en marcha el sistema un par de horas al día, y tampoco hace falta que el agua esté 100% limpia de legionella.

            Acabo de leer que se hicieron unas pruebas en las torres de refrigeración del Hospital Universitario de la Fe de Valencia, con este sistema se redujo el nivel de bacterias aerobias totales por debajo de 10.000 UFC/ml en el 100% de las muestras estudiadas y en un 90% por debajo de las 1.000 UFC/ml (no se si es mucho o poco, no entiendo mucho de esto).

            También en una fábrica colombiana de cerveza, se pusieron 2 reactores capaces de desinfectar una caudal de 400m^3/h cada uno. Esta no es la misma empresa que yo conozco, es otra de origen catalán.

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  4. Lo que se aprende con vosotros, y con los comentarios también. Estupendo artículo.

    Lo de la desinfección del agua mediante UV daría para otro artículo. 🙂

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