Una torre de enfriamiento funciona evaporando agua. Esa evaporación es la que retira el calor del proceso, pero también tiene un efecto secundario: las sales que traía el agua no se evaporan y se quedan en el sistema.

Con cada hora de operación, el agua de la torre se vuelve más concentrada. Si no se controla, esa concentración termina en incrustaciones en intercambiadores, corrosión en tuberías y crecimiento microbiológico en el relleno y el tanque.

En este artículo explicamos qué son los ciclos de concentración, cómo se calcula la purga y qué incluye un programa de tratamiento químico para torres de enfriamiento.

¿Por qué el agua de una torre necesita tratamiento?

En una torre abierta, el agua circula entre el equipo que se quiere enfriar y la torre. Ahí entra en contacto con el aire, se evapora una parte y el resto regresa fría al proceso.

Ese contacto con el aire y la evaporación generan tres riesgos principales:

• Incrustación: las sales concentradas, como el carbonato de calcio, precipitan en las superficies calientes.

• Corrosión: el agua aireada y concentrada ataca las superficies metálicas.

• Crecimiento biológico: la temperatura, la luz y los nutrientes favorecen bacterias, algas y biopelículas, incluidas bacterias como Legionella.

Los tres problemas están relacionados. Por ejemplo, una biopelícula puede favorecer la corrosión debajo de ella y atrapar sólidos que aceleran la incrustación.

El balance de agua de una torre

Para entender el tratamiento hay que entender cómo entra y sale el agua:

• Evaporación (E): agua que se pierde como vapor. No lleva sales.

• Purga (B): agua que se retira a propósito para eliminar sales concentradas.

• Arrastre: pequeñas gotas que salen con el aire. En torres con buenos eliminadores es muy bajo.

• Reposición (M): agua nueva que entra para compensar todo lo anterior.

De forma simplificada: Reposición = Evaporación + Purga + Arrastre.

Como referencia general, una torre evapora alrededor de 1% del caudal de recirculación por cada 5.5 a 6 °C de diferencia de temperatura entre el agua caliente y el agua fría. El valor real depende del diseño y de las condiciones del aire.

¿Qué son los ciclos de concentración?

Los ciclos de concentración indican cuántas veces está más concentrada el agua de la torre respecto al agua de reposición.

Se calculan comparando un parámetro que no se evapora, como la conductividad o los cloruros:

Ciclos = conductividad del agua de la torre ÷ conductividad del agua de reposición

Por ejemplo, si el agua de reposición tiene 500 µS/cm y el agua de la torre 2,000 µS/cm, la torre opera a 4 ciclos.

¿Cómo se calcula la purga?

Ignorando el arrastre, la purga necesaria depende de la evaporación y de los ciclos a los que se quiere operar:

Purga = Evaporación ÷ (Ciclos − 1)

En una torre que evapora 2 m³/h:

Pasar de 3 a 5 ciclos reduce la purga a la mitad y ahorra 0.5 m³/h de agua de reposición, unos 12 m³ por día en operación continua.

El límite está en la química del agua: más ciclos significa más concentración de sales y mayor riesgo de incrustación. Los ciclos máximos seguros dependen de la dureza, la alcalinidad, la sílice y el programa químico que se use.

¿Qué incluye un programa de tratamiento químico?

1. Control de incrustación

Los inhibidores de incrustación y dispersantes permiten operar con más ciclos sin que las sales precipiten. En algunos casos se complementa con ajuste de pH o con suavización del agua de reposición.

2. Control de corrosión

Los inhibidores de corrosión forman una protección sobre las superficies metálicas. Su selección depende de los materiales del sistema, como acero al carbón, cobre o acero inoxidable.

3. Control microbiológico

Se combinan biocidas oxidantes y no oxidantes para controlar bacterias, algas y biopelículas. Alternar productos ayuda a evitar que los microorganismos se adapten a uno solo.

4. Purga automática

Un controlador de conductividad abre la válvula de purga cuando el agua alcanza el valor objetivo. Es más estable que una purga manual o continua a caudal fijo.

5. Dosificación confiable

Los productos se aplican con bombas dosificadoras, idealmente proporcionales a la reposición o a la purga, para mantener la concentración correcta en el agua.

¿Qué parámetros se deben monitorear?

• Conductividad del agua de la torre y de la reposición.

• pH.

• Dureza y alcalinidad.

• Cloruros y sílice.

• Residual de inhibidor.

• Cloro libre u ORP, cuando se usa biocida oxidante.

• Conteos microbiológicos periódicos.

• Inspección visual de relleno, tanque e intercambiadores.

Errores comunes en torres de enfriamiento

• Operar sin medir ciclos: se purga “al tanteo” y se desperdicia agua o se incrusta el sistema.

• Purgar de más para evitar incrustación: se gasta más agua y más químico del necesario.

• Aplicar biocida solo cuando hay algas visibles: para entonces la biopelícula ya está establecida.

• No revisar el agua de reposición: si cambia la fuente, cambian también los ciclos seguros.

• Descuidar la limpieza física del tanque, el relleno y los eliminadores de arrastre.

Conclusión

El tratamiento de agua para torres de enfriamiento busca un equilibrio: operar con los ciclos más altos posibles para ahorrar agua, sin llegar a la incrustación, la corrosión o el crecimiento biológico.

Medir los ciclos, automatizar la purga y mantener un programa químico con seguimiento permite proteger los intercambiadores, reducir el consumo de agua y evitar paros.