Comparativa de Costes: Torres de Refrigeración vs Ciclo Higroscópico

La necesidad de soluciones que no solo reduzcan costes, sino que también minimicen el impacto ambiental, ha impulsado a la industria a considerar alternativas más eficientes. En este contexto, las torres de refrigeración tradicionales y el innovador ciclo higroscópico (HCT) emergen como dos enfoques distintos que merecen un análisis profundo.

La pregunta que surge es: ¿cuál de estos sistemas ofrece mayores ventajas en términos de costes operativos y mantenimiento?

Este artículo se sumerge en una comparativa entre ambas tecnologías, demostrando cómo el ciclo higroscópico puede ofrecer beneficios económicos al reducir la operación y mantenimiento de la planta significativamente. De este modo, el HCT se posiciona como una opción atractiva para aquellos que buscan optimizar sus recursos sin comprometer su compromiso con el medio ambiente.

Costes de operación y mantenimiento de las torres de refrigeración

Las torres de refrigeración son equipos diseñados para disminuir la temperatura del medio disipando el calor al ambiente mediante un enfriamiento adiabático. Uno de los usos principales en los procesos industriales es el de enfriar el agua de refrigeración. En las plantas de energía, el agua de refrigeración se utiliza para condensar el vapor de salida de turbina mediante un intercambiador de calor sin que haya contacto directo entre ambos. Aunque son efectivas, presentan varios costes asociados:

1. Costes de instalación

La instalación de una torre de refrigeración implica una inversión inicial elevada. Esto incluye el costo de la estructura, los sistemas de bombeo, las tuberías y los equipos auxiliares. Dependiendo del tamaño y la capacidad, este gasto puede variar.

2. Costes de operación

Los costes de operación de las torres de refrigeración incluyen:

  • Consumo de energía: Los consumos eléctricos principales de las torres de refrigeración se deben al bombeo continuo de agua y a la operación de los ventiladores. A estos consumos eléctricos se les ha de sumar los de la planta de tratamiento necesaria para adecuar el agua de partida a los estándares de calidad requeridos en las torres de refrigeración. Estos consumos eléctricos son significativos y se ven afectados fundamentalmente por la calidad de agua de partida y el sistema de tratamiento elegido.  
  • Consumo de agua: las torres de refrigeración utilizan el fenómeno de enfriamiento adiabático para reducir la temperatura del agua de refrigeración, perdiéndose durante este proceso agua en forma de vapor. Además de las pérdidas por evaporación, también es necesario realizar una serie de ciclos de drenajes para evitar que se concentren minerales. Debido a la evaporación y los drenajes, las torres de refrigeración requieren grandes cantidades de agua, lo que se traduce en gastos considerables en áreas con recursos hídricos limitados.

3. Costes de mantenimiento

El mantenimiento de las torres de refrigeración es de gran importancia, ya que garantiza su funcionamiento óptimo y prevenir problemas operativos. Estos costes incluyen:

  • Limpieza y desinfección: Las torres pueden acumular sedimentos, biopelículas y otros contaminantes, lo que requiere una limpieza regular. Para ello es de vital importancia el uso de aditivos como biocidas para mantener una calidad de agua adecuada y evitar el crecimiento de ciertos microorganismos, entre ellos la legionela.
  • Análisis de la calidad del agua: Por normativa medioambiental, es necesario realizar ensayos y análisis periódicos en el agua de refrigeración para asegurarse que no haya presencia microorganismos patógenos. Esto supone un coste que incluye, entre otros, la captación de muestras con los equipos adecuados; transporte de las muestras al laboratorio y el estudio posterior en laboratorios certificados siguiendo los protocolos correspondientes.
  • Reparaciones: Los componentes de las torres, como bombas y ventiladores, pueden fallar y necesitar reemplazo, lo que incrementa los gastos. Además, los ventiladores utilizados en las torres de refrigeración suelen ser de gran tamaño, lo que dificulta los reemplazos considerablemente, siendo necesario un mayor número de operarios durante el recambio y la ayuda de medios de elevación.

4. Impacto ambiental

El uso intensivo de agua y la posibilidad de emisión de productos químicos para el tratamiento del agua representan un coste ambiental que muchas empresas deben considerar. Además, las torres de refrigeración pueden ser responsables de la contaminación del agua si no se tratan adecuadamente sus vertidos, lo que puede llevar a sanciones y multas.

Comparativa con el ciclo higroscópico (HCT)

El ciclo higroscópico, desarrollado por Francisco Javier Rubio Serrano y la empresa IMASA, representa una alternativa innovadora a las torres de refrigeración. A continuación, analizaremos los costes de operación y mantenimiento de esta tecnología.

1. Costes de instalación

El coste de instalación del HCT puede ser competitivo en comparación con las torres de refrigeración, especialmente si se considera que este sistema puede integrarse en plantas existentes sin necesidad de realizar modificaciones estructurales significativas.

2. Costes de operación

El ciclo higroscópico presenta varias ventajas en términos de costes de operación:

  • Eficiencia energética: el HCT tiene un rendimiento eléctrico neto igual o superior al de las torres de refrigeración, lo que se traduce en un menor consumo de energía. Su diseño permite operar a temperaturas ambientales superiores a 25 °C sin que la presión de condensación aumente considerablemente como ocurre en otras tecnologías secas como los aerocondensadores (ACC), optimizando así el rendimiento energético y la cantidad de energía producida anualmente.
  • Eliminación del consumo de agua: una de las principales ventajas del HCT es que elimina por completo la necesidad de agua de refrigeración. Esto no solo representa un ahorro significativo en los costes de operación y mantenimiento, como hemos visto previamente, sino que también disminuye la carga ambiental asociada a la gestión del agua.

3. Costes de mantenimiento

El HCT simplifica el diseño de las plantas, lo que se traduce en menores costes de mantenimiento. Algunos de los beneficios incluyen:

  • Menor complejidad operativa:  los compuestos higroscópicos que se utilizan en el HCT ayudan a proteger la metalurgia frente a la corrosión y las incrustaciones. El ciclo higroscópico no requiere de tratamientos químicos o análisis periódicos, minimizándose así las intervenciones por parte de los operarios u otras empresas especializadas.
  • Reducción de intervenciones: con un sistema que opera eficientemente y requiere menos intervención técnica, las empresas pueden reducir sus gastos de mantenimiento a largo plazo. Un factor a resaltar es que los ventiladores que se utilizan en el ciclo higroscópico son de menor tamaño que los de las torres de refrigeración, lo cual facilita el recambio en el caso que fuese necesario, pudiendo llevarse a cabo con un único operario y sin la necesidad de medios de elevación. 

4. Impacto ambiental

El ciclo higroscópico no solo reduce los costes, sino que también minimiza el impacto ambiental. Al eliminar el uso de agua de refrigeración y reducir la emisión de gases de efecto invernadero, esta tecnología se alinea con los objetivos de sostenibilidad y mitigación del cambio climático, como los establecidos en el COP21 y COP23.

Conclusión

Al comparar los costos operativos y de mantenimiento entre las torres de refrigeración y el ciclo higroscópico, se evidencia que el HCT ofrece una alternativa más eficiente y sostenible. Con una inversión inicial competitiva, menores costos operativos y un impacto ambiental reducido, esta tecnología se posiciona como una solución innovadora en los procesos de condensación de las plantas de energía. Por tanto, las empresas que adopten esta tecnología no solo mejorarán su rentabilidad, sino que también contribuirán a un mundo más sostenible.