En la industria, existen términos y elementos que juegan un papel crucial en el funcionamiento de diversas instalaciones. Uno de estos conceptos esencialmente importante es el “penacho”. No obstante, para comprender qué son los penachos en la industria, primero debemos tener un conocimiento previo del papel que desempeñan las chimeneas industriales.
Las chimeneas industriales son estructuras que tienen el propósito específico de proporcionar una salida a los gases que se generan durante procesos de combustión, reacciones químicas o procesos de secados, entre otros.
Estos gases, llamados gases de cola, tienen contaminantes que requieren ser eliminados. Aunque se intenta purificar estos gases al máximo antes de liberarlos, inevitablemente, queda una cierta concentración.
La liberación directa de estos contaminantes a nivel del suelo sería muy perjudicial, ya que los agentes contaminantes llegarían de forma concentrada a la superficie terrestre. Por eso, las chimeneas cumplen una función clave, pues, gracias a su gran altura, estas estructuras aseguran que los gases se dispersen con una elevación adecuada.
Y es el resultado visual de este proceso lo que llamamos penacho. Esta columna de humo, que se transporta en la atmósfera, es un fenómeno que depende tanto de las condiciones de emisión como de la naturaleza de la atmósfera receptora.
Los penachos pueden tener diversas formas y tamaños, reflejando las diferentes condiciones de origen y las variables atmosféricas que influyen en su formación.
¿Cuáles son las fases de los penachos en la industria?
Los penachos en la industria se forman por diferentes fases, que dependen de las condiciones de emisión y de la atmósfera receptora. Estas fases son:
Fase de emisión
Esta primera fase ocurre cuando el material combustible entra en contacto con el aire y se produce una reacción exotérmica. Esta fase depende de la sobreelevación, es decir, de la diferencia entre la temperatura del aire y la temperatura del material combustible. Si esta diferencia es grande, el material combustible se quema más rápido y genera más gases y partículas que pueden formar el penacho.
La velocidad de salida y la temperatura de los gases también influyen en la fase de emisión. Si los gases salen muy rápido o tienen una temperatura muy alta, pueden crear una turbulencia que favorece la dispersión del humo en la atmósfera.
Fase de transición
En esta fase, el penacho cambia su dirección y su temperatura debido a la acción del aire, hasta que deja de ascender.
Esto ocurre porque, al entrar en contacto con la temperatura atmosférica, el penacho se enfría y pierde flotabilidad, es decir, la capacidad de mantenerse en el aire.
Fase de penacho desarrollado
En su última fase, el penacho tiene una forma más definida y se puede apreciar mejor su composición y trayectoria. Este gira en la dirección en la que sopla el viento y con la velocidad del mismo, lo que determina su dispersión horizontal.
Además, el penacho tiene una concentración mayor de material combustible que el aire circulante, ya que viene de los contaminantes previos, lo que determina su dispersión vertical.
Ahora bien, tal y como lo mencionamos anteriormente, la forma del penacho desarrollado depende de las características de la atmósfera en la que se emite, como la temperatura, la presión, la humedad y la estabilidad. Por lo que, según estas características, se pueden distinguir los siguientes tipos de penachos:
Penacho cónico
Se origina cuando tanto el aire como el penacho poseen la misma temperatura. En este caso, el penacho no experimenta ninguna fuerza que lo impulse en dirección vertical, ya sea hacia arriba o hacia abajo.
Su movimiento se debe únicamente a la inercia de la fuente, adoptando una forma cónica y distribuyéndose de manera uniforme en todas las direcciones.
Fuente: https://www.euskadi.eus/gobierno-vasco//contenidos/informacion/com_turbulencias/es_7764/es_turbulencia.html
Penacho serpenteante
Se forma cuando la atmósfera está inestable, lo que significa que hay condiciones que favorecen la mezcla vertical. En este caso, el penacho sigue un camino con variaciones turbulentas a lo largo del tiempo debido a estas condiciones.
Fuente: https://www.euskadi.eus/gobierno-vasco//contenidos/informacion/com_turbulencias/es_7764/es_turbulencia.html
Penacho tubular
Aparecen cuando el ambiente es estable. Es decir, cuando la temperatura cambia suavemente con la altura y no hay turbulencia causada por el viento. En estas condiciones, si la densidad del penacho no es muy diferente a la del aire circundante, el penacho se desplaza con el viento a una altitud constante.
Fuente: https://www.euskadi.eus/gobierno-vasco//contenidos/informacion/com_turbulencias/es_7764/es_turbulencia.html
Penacho fumigante
Un penacho fumigante puede originarse debido a ciertas condiciones de inversión térmica. Esta situación se presenta cuando existe una capa estable de aire ubicada a una corta distancia sobre la fuente de emisión, mientras que debajo del penacho se encuentra una capa inestable. Esta combinación da lugar a la formación de un penacho que se desplazará sobre la superficie del terreno.
Penacho antifumigante
En este caso, la inversión térmica es opuesta a la anterior. Sucede cuando la capa de inversión se sitúa por debajo del penacho, y la capa inestable está ubicada encima de ella.
Esto da como resultado un penacho que actúa como barrera, impidiendo que concentraciones significativas de contaminantes lleguen al nivel del suelo.
Conclusión de los penachos en la industria
Los penachos industriales, esas columnas de humo que se elevan desde las chimeneas, son el resultado de procesos complejos que involucran la emisión de gases y la interacción con la atmósfera. Su forma, color y tamaño varían según las condiciones ambientales, lo que los convierte en indicadores visuales de la calidad del aire.
La mejor manera de tratar los penachos es evitar que se formen, para lo cual existen técnicas como el ciclo higroscópico, que permite reducir considerablemente las emisiones en procesos industriales, a la vez que recupera agua y parte de la energía emitida a la atmósfera.
