Ahorro de agua y energía en sistemas de refrigeración - Tecnología FReE

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La escasez de agua en Europa es un problema complejo que exige atención y medidas inmediatas. Sostenible sistemas de refrigeración ofrecen una vía para conseguir ahorros de energía y agua al tiempo que contribuyen al cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU. Integrando estas tecnologías y prácticas en diversas industrias, Europa puede dar pasos significativos hacia la consecución de la seguridad hídrica y la construcción de un futuro más sostenible para todos.

A pesar de ser conocida por su clima templado y sus abundantes recursos hídricos, Europa no es inmune a los impactos del escasez de agua. A medida que la región se enfrenta a una creciente demanda de sistemas de refrigeración para abastecer a diversas industrias, es crucial desarrollar soluciones sostenibles que promuevan el ahorro de energía y agua, a la vez que se alinean con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de las Naciones Unidas. Este artículo explora la interconexión entre escasez de agua, sistemas de refrigeración, eficiencia energética, conservación del agua, corrosión, transferencia de calor, y su relevancia para los ODS.

Optimización de los sistemas de refrigeración mediante estrategias integrales de tratamiento del agua

El tratamiento del agua desempeña un papel vital en la mejora de la eficiencia y la sostenibilidad de los sistemas de refrigeración. Al controlar eficazmente la corrosión, la formación de incrustaciones y el crecimiento microbiológico, las industrias pueden garantizar que sus sistemas de refrigeración funcionen al máximo rendimiento, ahorrando energía y agua. El aumento de los ciclos de concentración y la aplicación de métodos de limpieza en línea contribuyen además a mejorar los coeficientes de transferencia de calor, reducir el consumo de agua y minimizar los costes operativos. A medida que seguimos dando prioridad a la sostenibilidad medioambiental, invertir en un tratamiento adecuado del agua para los sistemas de refrigeración es un paso crucial para lograr la eficiencia energética y una gestión responsable del agua en diversas industrias.

¿Cuáles son los principales problemas de los sistemas de refrigeración?

  1. Corrosión:

La corrosión se produce cuando las superficies metálicas de los sistemas de refrigeración reaccionan con el agua, lo que provoca la degradación de los equipos y un aumento de los costes de mantenimiento. También dificulta la eficacia de la transferencia de calor, lo que se traduce en un mayor consumo de energía. Para combatir la corrosión, las técnicas de tratamiento del agua, como la adición de inhibidores de la corrosión, pueden crear una capa protectora en las superficies metálicas, evitando el contacto directo con los agentes corrosivos. Para garantizar la eficacia de las medidas de control de la corrosión, es esencial realizar análisis químicos del agua y controles periódicos.

  1. Control de incrustaciones: prevención de depósitos que merman la eficacia:

La formación de incrustaciones es otro problema crítico en los sistemas de refrigeración. Cuando el agua se calienta, los minerales disueltos pueden precipitarse y formar depósitos calcáreos en las superficies de intercambio de calor. Estos depósitos actúan como barreras aislantes, reduciendo los coeficientes de transferencia de calor y requiriendo energía adicional para mantener temperaturas óptimas. Los métodos de tratamiento del agua, como el ablandamiento y los inhibidores de incrustaciones, ayudan a evitar la formación de incrustaciones, lo que permite que los sistemas de refrigeración funcionen con mayores niveles de eficiencia.

  1. Crecimiento microbiológico:

El crecimiento microbiológico, incluidas bacterias, algas y hongos, puede prosperar en los sistemas de agua de refrigeración. Un crecimiento microbiano incontrolado no sólo afecta a la eficacia de la transferencia de calor, sino que también provoca bioincrustaciones y riesgos para la salud. Un tratamiento adecuado del agua que incluya biocidas y biodispersantes ayuda a controlar la actividad microbiológica, garantizando que los sistemas de refrigeración permanezcan libres de complicaciones relacionadas con los microbios.

  1. Alto consumo de agua:

Una de las estrategias eficaces para conservar el agua en los sistemas de refrigeración es aumentar los ciclos de concentración. Los ciclos de concentración representan la relación entre los sólidos disueltos en el agua de refrigeración y los del agua de reposición. Optimizando el tratamiento del agua y controlando su calidad, los sistemas de refrigeración pueden funcionar con ciclos de concentración más altos, reduciendo el volumen de agua necesario para la refrigeración. Este enfoque conserva el agua y minimiza el vertido de aguas residuales y los costes de tratamiento asociados.

En ese sentido, Kurita ha desarrollado Tecnología FReE ayudar a las industrias a funcionar eficazmente sistemas de refrigeración de forma segura, disminuyendo el consumo de agua y ahorrando energía manteniendo limpios todos los dispositivos de transferencia de calor como intercambiadores, condensadores y torres de refrigeración.

¿Qué es la tecnología FReE?

Eficacia de la eliminación de incrustaciones de Kurita programa FReE mantiene los sistemas de refrigeración limpios de diversos depósitos. Además, se ha desarrollado especialmente para eliminarlos en línea, empezando por las bioincrustaciones, pero también incluyendo incrustaciones minerales como silicatos de aluminio, carbonato de calcio y sulfatos. Al mismo tiempo, utilizando la tecnología propia de Kurita tecnologías de formación de película FReE protege de la corrosión las superficies limpiadas, especialmente las de acero al carbono y cobre u otros metales amarillos, con un producto sin azoles.

Aunque es un hecho común que tanto la prevención de depósitos como la inhibición de la corrosión son necesarias para todos los sistemas, la necesidad específica de los diferentes sistemas puede variar dependiendo de la industria en la que se utilice el sistema de refrigeración. La tecnología de limpieza y protección Kurita FReE permite adaptar el programa y ajustarlo a las necesidades de los diferentes sectores y materiales de construcción de los intercambiadores de calor.

Utilizando los amplios conocimientos de Kurita sobre la aplicación de tecnologías de formación de películas en diferentes tipos de aplicaciones, Turbodispin® 4363 se ha desarrollado para proteger los sistemas de refrigeración de las biopelículas y aplicar una inhibición activa de la corrosión del cobre y otros materiales de metal amarillo.

Puede sustituir a los biodispersantes e inhibidores de cobre tradicionales con tecnologías especiales de filmación. El propio tratamiento se ve reforzado por la gama especial de polímeros de Kurita para depósitos inorgánicos y sólidos en suspensión, el Turbodispin® serie D.

Turbodispin® 4363 es un producto trifuncional sin azoles que ayuda a mantener limpias de depósitos orgánicos las superficies de los intercambiadores de calor y las torres de refrigeración y, al mismo tiempo, inhibe activamente la corrosión de las superficies de metal amarillo.

Las aplicaciones de FReE en sistemas de refrigeración, así como los datos de laboratorio, demuestran que la protección contra la corrosión del cobre y las aleaciones a base de cobre es eficaz e incluso superior en comparación con el tratamiento con azoles. Los índices de corrosión del cobre se han reducido hasta en 30%, lo que garantiza una vida útil más larga del intercambiador de calor en funcionamiento.

La tecnología Turbodspin® 4363 de Kurita se basa en una tecnología de filmación que presenta varias ventajas. Se utiliza para eliminar las bioincrustaciones y actúa como agente dispersante, que actúa sin modificar la tensión superficial del agua. Los efectos dispersante y biodispersante se obtienen porque termodinámicamente los grupos activos del agente filtrante tienen mayor afinidad por las superficies metálicas que los productos de la bioincrustación o la corrosión. Turbodispin® 4363 penetra lentamente en los depósitos y, por tanto, dispersa lentamente los propios depósitos o partes de ellos. Los depósitos restantes, debido a su estructura ahora porosa, se vuelven frágiles y también se eliminan paso a paso mediante el dispersante de apoyo para la materia inorgánica.

Deposits before and after FReE Technology Treatment.
Figura 1 - Fragmento del relleno de una torre de refrigeración (central eléctrica) con depósitos de silicato de aluminio y carbonato de calcio antes y después del tratamiento con tecnología FReE.

¿Cuál es el impacto en el consumo de energía?

Cuando las superficies están corroídas, descascarilladas y sucias, la transferencia de calor se ve comprometida y, para alcanzar la temperatura óptima del agua enfriada, el consumo de energía es mayor. Dependiendo del tipo de incrustación y del grosor, la cantidad de energía necesaria para mantener el agua refrigerada es mayor; por ejemplo, 1 mm de carbonato cálcico supone un aumento de 50% en los costes de combustible. Cuando aplicamos la tecnología FReE al sistema de refrigeración mantenemos las superficies limpias y las temperaturas bajo control optimizando el consumo de energía y también las emisiones de CO2 emisiones.
Different deposits thicknes and increase of fuel costs (%)
Effect of Scale in Cooling Process at the fillings of the Cooling System

Figura 2 - Diferentes espesores de depósitos y aumento de los costes de combustible (%) - Efecto de las incrustaciones en el proceso de refrigeración en los rellenos del sistema de refrigeración.

¿Cuál es el impacto en el consumo de agua?

El funcionamiento de los sistemas con ciclos de concentración más elevados supone un ahorro directo de agua de reposición para los sistemas de refrigeración.

Los programas tradicionales de tratamiento del agua tienen limitaciones en cuanto a la prevención de incrustaciones, el contenido de cloruros y la conductividad, cuando se aplica la tecnología FReE y se proporciona este tratamiento adicional al agua, se nos permite superar los límites en cuanto a calcio, magnesio, alcalinidad, contenido de cloruros, pH y conductividad, esto se consigue complementando el tratamiento habitual con el refuerzo de agentes dispersantes y sustancias formadoras de película que mantienen las incrustaciones bajo control y proporcionan una protección adicional contra la corrosión.

Aplicando las diferentes herramientas de proyección Kurita, el software y analizando adecuadamente la química del agua permite utilizar la Tecnología FReE como un refuerzo del control de la corrosión y la limpieza en línea. En ese sentido, podemos ampliar los Ciclos de Concentración y trabajar en situaciones mucho más estresadas y permitiéndonos ahorrar agua hasta 10% dependiendo de la situación.

FReE - Water Chemistry

Figura 2 - Software y herramientas de proyección para analizar la química del agua y calcular el ahorro de agua manteniendo la seguridad del sistema. En el ejemplo (Industria de Procesamiento de Aire) los ciclos de concentración se incrementan de 4 a 4,7 conduciendo a 8,5% de ahorro de agua.

Aplique la Tecnología FReE y deshágase de cualquier tipo de depósito: ahorrando agua, energía y contribuyendo a la descarbonización.

Kurita ha desarrollado el Eficacia de eliminación de incrustaciones aplicación, donde se realiza una limpieza total durante el funcionamiento, sin ser corrosivo y sin generación de residuos.

  • Mejora significativa de la eficiencia de la refrigeración, el ahorro de energía y las emisiones de CO2 reducción de emisiones
  • Limpieza en línea mientras la planta está en funcionamiento
  • Protección excepcional contra la corrosión en todo el circuito de agua
  • No se generan residuos ni soluciones de limpieza. Los depósitos disueltos se eliminan mediante soplado.
  • Solución sostenible y respetuosa con el medio ambiente

Aplique la Tecnología FReE y deshágase de cualquier tipo de depósito: ahorrando agua, energía y contribuyendo a la descarbonización.

La escasez de agua en Europa es un problema complejo que exige atención y medidas inmediatas. Los sistemas de refrigeración sostenibles ofrecen una vía para conseguir ahorros de energía y agua, al tiempo que contribuyen al cumplimiento de la Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU.

Integrando la tecnología FReE en las industrias y los sistemas de refrigeración, Europa puede dar pasos significativos hacia la consecución de la seguridad hídrica y la construcción de un futuro más sostenible para todos.

Los ODS de las Naciones Unidas proporcionan un marco global para abordar los desafíos mundiales, incluida la escasez de agua y el desarrollo sostenible. Los siguientes ODS son especialmente relevantes para el tema

  1. ODS 6: Agua potable y saneamiento - La aplicación de tecnologías de refrigeración que ahorren agua y la reducción del consumo de agua están en consonancia con el objetivo de garantizar el acceso al agua potable y el saneamiento para todos.
  2. ODS 7: Energía asequible y limpia - La transición a sistemas de refrigeración energéticamente eficientes apoya el objetivo de suministrar energía sostenible y asequible para promover el desarrollo económico.
  3. ODS 12: Consumo y producción responsables - Fomentar el consumo responsable de agua y energía en los sistemas de refrigeración contribuye a unas prácticas de producción sostenibles.
  4. ODS 13: Acción por el clima - Los sistemas de refrigeración energéticamente eficientes reducen las emisiones de gases de efecto invernadero y contribuyen a mitigar el cambio climático.
  5. ODS 17: Asociaciones para los Objetivos - La colaboración entre gobiernos, industrias y universidades es esencial para impulsar la innovación y aplicar soluciones de refrigeración sostenibles.
Sustainable Development Goals UN

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