HTF Fluidos Caloportadores en plantas
termosolares
Por Santiago García Garrido
sgarcia.power@gmail.com
Los aceites térmicos fueron introducidos en el mercado en el año 1930. La composición de los líquidos térmicos está basada en mezclas eutécticas, óxidos difenilicos, bifenilos, etc. Estos tienen puntos de ebullición altos. Sus usos prácticos se encuentran en la fase líquida en los rangos de 200ºC hasta más de 400ºC.
Tipos de fluidos térmicos en la industria
Aunque los fluidos térmicos más ampliamente utilizados son los aceites, cabe mencionar otras sustancias también empleadas.
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Producto |
Temperatura de trabajo |
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Aceite mineral |
10ºC a 400ºC |
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Agua |
0ºC
a 110ºC |
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Mezclas de sales inorgánicas |
150ºC a 450ºC |
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Mercurio |
Hasta 540ºC |
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Productos de síntesis |
0ºC a 400ºC |
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Alquilbencenos |
-17ºC a 300ºC |
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Mezclas
de difenilo y |
65ºC a 410ºC |
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Silicatos orgánicos |
-70ºC a 350ºC |
Propiedades del aceite térmico
- Buenas propiedades de transferencia de calor
- Buena resistencia a la oxidación
- Buenas propiedades antiespumantes
- Estabilidad química
- Larga vida útil
- Débil tensión de vapor
- Baja volatilidad
- Baja viscosidad
- Bajo punto de fusión
- Bajo poder oxidante: no debe atacar a los metales
- No debe ser tóxico o peligroso
- Bajo precio
Degradación del aceite
La degradación se produce por tres fenómenos:
- La contaminación
- La oxidación
- El cracking
La contaminación
Se produce cuando un fluido
con pobre estabilidad térmica es adicionado por error (agua
fundamentalmente, o fluidos hidráulicos) al sistema.
El resultado inmediato pudiendo dar cavitación de alguna de
las bombas.
La oxidación
La reacción con
el oxígeno provoca la formación de
ácidos carboxílicos, que forman lodos.
La reacción se ve favorecida por la presencia de
oxígeno, por la temperatura y por la presencia de
catalizadores (determinados metales como el Cu, o los propios lodos).
Los lodos tienen varios efectos:
- Obstruyen los filtros
- Erosionan las bombas, si atraviesan los filtros
- Se depositan en los asientos de válvulas
- Catalizan la reacción de oxidación
- Rebajan el punto de inflamación
El cracking de hidrocarburos
Es la descomposición térmica o catalítica de éstos, para formar hidrocarburos más ligeros o incluso más pesados (por unión de dos moléculas de hidrocarburos ligeros).
El proceso produce tres tipos de sustancias:
- Carbón
- Hidrocarburos de bajo peso molecular (low boilers)
- Hidrocarburos de alto peso molecular (high boilers)
Todos ellos rebajan el
punto de inflamación
El carbón y los high boilers se pueden depositar en los
intercambiadores, reduciendo la capacidad de transferencia de calor.
Las cuatro pruebas más críticas a realizar para comprobar si nuestro aceite esta degradado son:
- Número ácido, demuestra el nivel actual de la oxidación del aceite, pudiéndose anticipar a problemas de suciedad y sedimentos
- Viscosidad, determina si el aceite ha llegado a ser demasiado viscoso para una transferencia térmica eficiente
- Insolubles, analiza la posible alteración en la composición del fluido, causada por el cracking y que puede formar depósitos.
- Punto de inflamación, aceptando una variación del 10% del valor inicial.
Si las pruebas concluyen que el aceite ha sufrido degradación, es posible que se deban al equipo o anomalías de carácter operativo. Problemas que se deben corregir antes de que causen otros problemas más serios, permitiendo el ahorro de dinero y el incremento en la eficiencia del sistema.
