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octubre 22, 2009

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Agua Caliente, resultado de un buen sistema de calderas

SISTEMAS DE AGUA CALIENTE SANITARIA

1. INTRODUCCIÓN

Las instalaciones de Agua Caliente Sanitaria (ACS), si no son convenientemente diseñadas y mantenidas, pueden convertirse en focos amplificadores de la bacteria Legionella, causante de la legionelosis.
El Real Decreto 865/2003 de 4 de julio, por el que se establecen los criterios higiénico-sanitarios para la prevención y control de la legionelosis incluye a las instalaciones de Agua Caliente Sanitaria en su ámbito de aplicación.
Las instalaciones más sencillas han sido clasificadas como “instalaciones con menor probabilidad de proliferación y dispersión de Legionella”; las instalaciones con acumulador y circuito de retorno están clasificadas como “instalaciones con mayor probabilidad de proliferación y dispersión de Legionella”.
Desde un punto de vista estrictamente técnico, cualquier instalación de agua caliente sanitaria, podría suponer un cierto riesgo de transmisión de Legionelosis, la separación que se incluye en el Real Decreto 865/2003 esta basada fundamentalmente en el mayor tamaño y la complejidad de las instalaciones de agua caliente que incluyen circuito de retorno.
La presencia de circuito de retorno en un sistema de agua caliente sanitaria presenta ventajas e inconvenientes. Entre las ventajas cabe destacar, por ejemplo, que ayuda a mantener la temperatura del agua circulante más caliente al volver al depósito en cada ciclo, mejora el confort de los usuarios porque disponen más rápidamente del agua caliente, supone un ahorro energético y de consumo de agua caliente importante ya que evita desechar agua caliente que había sido previamente calentada.
Como inconvenientes, la instalación con circuito de retorno es más cara y compleja de diseñar, puede favorecer procesos de corrosión cuando existen mezclas de metales en los circuitos (por ejemplo, acero galvanizado y cobre), si no se mantiene correctamente favorece la formación de biocapa, la presencia de incrustaciones calcáreas puede disminuir la circulación del agua caliente sanitaria y crear reservorios de agua estancada y a baja temperatura presentan elevados riesgos.
En instalaciones de gran tamaño, como por ejemplo hoteles, hospitales, residencias de ancianos, polideportivos, vestuarios laborales, o instalaciones centralizadas en general, el uso de circuito de retorno esta muy extendido y técnicamente es una buena opción, aunque actualmente existen otras posibilidades adecuadas como el uso de un sistema de traceado1 de uso muy restringido en España.
Las instalaciones de agua caliente sanitaria centralizadas en viviendas particulares, no están recogidas en el ámbito de aplicación del Real Decreto 865/2003. No obstante, dado que se trata de una instalación de riesgo de proliferación y dispersión de Legionella, deberían disponer de un programa de mantenimiento acorde a los requisitos del citado Real Decreto.
Los aerosoles creados en una instalación de agua caliente sanitaria no son emitidos al ambiente exterior, por lo que la población expuesta al riesgo se limita a los usuarios de dicha instalación.
Las instalaciones dedicadas a lugares públicos o con multitud de usuarios, tales como hoteles, hospitales, residencias, gimnasios, vestuarios laborales, etc., presentan un especial riesgo por el elevado nivel de población que las utiliza.
En algunos casos, las instalaciones de agua caliente sanitaria son utilizadas directamente por personas especialmente susceptibles: residencias de ancianos, hospitales, etc.

1 El “traceado” consiste en un sistema de suministro energético de apoyo, típicamente hecho con cable eléctrico, que instalado en las tuberías de la red de suministro, contrarresta las pérdidas energéticas, manteniendo el agua a la temperatura deseada.

2. EVOLUCIÓN TÉCNICA
Los sistemas de preparación de Agua Caliente Sanitaria están muy extendidos en nuestra sociedad. En la
actualidad consideramos el agua caliente como un requisito de confort imprescindible en nuestras vidas.
Los sistemas de preparación y distribución de agua caliente evolucionaron de la mano de la ingeniería hidráulica y energética hasta el punto de poder convertirse en un bien común al alcance de la mayoría de la población.
El desarrollo de la industria electrónica permitió la evolución de técnicas de regulación automática capaces
de garantizar una distribución de agua adecuada a las necesidades de confort de cada usuario. La evolución de los distintos sistemas de aislamiento, intercambiadores, etc., ha permitido la fabricación de sistemas con mayor rendimiento. Las fuentes alternativas de energía, por ejemplo la energía solar, son cada vez más utilizadas,hermitiendo la obtención de un agua caliente de calidad con menor impacto en el medio ambiente y un considerable ahorro energético.

3. DESCRIPCIÓN
Los sistemas de Agua Caliente Sanitaria son aquellos que distribuyen agua de consumo sometida a algún tratamiento de calentamiento y por ello, además de cumplir las especificaciones del Real Decreto 865/2003 deben cumplir los requisitos del Real Decreto 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano.
Los elementos que constituyen un sistema de agua caliente sanitaria son:
• Acometida de Agua Fría de Consumo Humano (AFCH).
• Generador de calor: es el elemento o grupo de elementos destinados a elevar la temperatura del agua
fría. Existen multitud de posibilidades para elevar la temperatura del agua. En algunas instalaciones,
típicamente las de menor tamaño, se utilizan calderas o calentadores que actúan calentando directamente
el AFCH. En las instalaciones de mayor tamaño se usan intercambiadores de calor, diferenciándose el
circuito de agua caliente sanitaria del circuito de agua de caldera.
• Red de suministro: conjunto de tuberías que transportan el agua caliente atemperada hasta elementos terminales.
• Acumulador: depósito o depósitos que almacenan el agua caliente, incrementando la inercia térmica del
sistema y permitiendo la utilización de generadores de calor de potencia inferior a la demanda máxima
puntual del sistema.
• Elementos terminales: grifos, duchas que nos permiten el uso y disfrute del agua caliente sanitaria.
• Circuito de retorno: red de tuberías que transportan el agua de vuelta desde los puntos más alejados de la red de suministro hasta el acumulador. Su objeto es mantener un nivel aceptable de temperatura del agua caliente en toda la red de suministro, aún cuando los elementos terminales no demanden consumo durante largos periodos de tiempo.

Capítulo 3. Sistemas de agua caliente sanitaria

En el esquema adjunto se observa una distribución de depósitos acumuladores (1) calentados por un intercambiador de placas (2) con una red de tuberías que permite trabajar tanto en serie como en paralelo.
En la configuración actual el sistema trabaja en serie, el calentamiento se realiza en el primer deposito a través de un circuito de recirculación (3) la alimentación de aguafría (4) se hace previa mezcla con el agua
de retorno de servicio (5) y con el agua calentada procedente del intercambiador de placas (6). El agua caliente de mezcla resultante alimenta al primer depósito y desde éste se envía a servicio (7) pasando previamente por el resto de los depósitos de acumulación (1).
Figura 1. Esquema de un sistema de agua caliente sanitaria
Las instalaciones de agua caliente sanitaria sin depósito acumulador, denominadas comúnmente sistemas instantáneos, generan agua caliente en el momento de la demanda. Este tipo de instalaciones son consideradas en el Real Decreto 865/2003, de 4 de julio, como “instalaciones con menor probabilidad de proliferación y dispersión de Legionella”.
El agua es calentada inmediatamente antes de su utilización, no permitiéndose su almacenamiento a temperaturas adecuadas para el desarrollo de la bacteria. Es necesario, no obstante, tener en cuenta que la red de suministro ofrece, entre el generador de calor y los elementos terminales, un cierto volumen de agua caliente.
Cuando no existe demanda, la temperatura del agua en el volumen existente en la red de suministro, disminuye, pudiendo crear un entorno favorable para el desarrollo de la bacteria.
Las instalaciones de agua caliente sanitaria con acumulador ofrecen un volumen de agua, que en función de la temperatura de almacenamiento, podrían crear un entorno adecuado para el desarrollo de Legionella. Por ello, es importante garantizar que la temperatura del agua en los acumuladores no descienda de 60ºC.
Las instalaciones de agua caliente sanitaria con acumulador y circuito de retorno, son consideradas en el Real Decreto 865/2003, de 4 de julio, como “instalaciones con mayor probabilidad de proliferación y dispersión de Legionella”. El circuito de retorno crea un volumen de agua que, si no es mantenido a una temperatura y con una higiene adecuada, permite la proliferación de bacterias.
Sin embargo, un circuito de retorno, aparte de mejorar los niveles de confort de los usuarios, que al abrir los elementos terminales dispondrán rápidamente de agua caliente, sirve para asegurar que la temperatura de la red de suministro no descienda, impidiendo el desarrollo de bacterias. Asimismo, el circuito de retorno evita estancamientos del agua caliente, aun cuando no se utilicen los elementos terminales. El circuito de retorno debe de estar dimensionado de forma que permita que la temperatura de agua de vuelta no descienda de 50 ºC. Como se comentó anteriormente, las instalaciones de agua caliente sanitaria pueden estar provistas de un sistema de “traceado”, en vez de un circuito de retorno.
Existen instalaciones que disponen de válvula mezcladora, cuya función es ajustar automáticamente la cantidad justa de agua caliente y fría para obtener un agua resultante a temperatura de uso, entre 30 y 40 ºC. Estas instalaciones acumulan una pequeña cantidad de agua que si bien por temperatura podría suponer un riesgo, por volumen acumulado dicho riesgo no es elevado. En todo caso, en este tipo de instalaciones es necesario controlar exhaustivamente la frecuencia de uso o apertura de grifos para evitar el estancamiento por periodos de tiempo elevados.

4. CRITERIOS TÉCNICOS Y PROTOCOLOS DE ACTUACIÓN
En los circuitos de agua caliente sanitaria, los criterios de actuación se deben basar en el control de la temperatura del agua caliente por encima de los 60 ºC, de forma que alcance 60 ºC en los depósitos o acumuladores finales.
El caudal instantáneo demandado por la instalación de agua caliente sanitaria varía de forma extremadamente brusca de un instante a otro. Estas variaciones obligan generalmente a disponer de una reserva acumulada que sea capaz de compensar la demanda de un determinado momento.
El sistema más utilizado en las instalaciones de agua caliente sanitaria incluidas en el ámbito de aplicación del Real Decreto 865/2003 es el centralizado, en el cual los focos caloríficos son calderas centrales instaladas en Salas de Calderas, pudiendo funcionar mediante combustibles sólidos, líquidos o gaseosos. El agua caliente sanitaria se obtiene por calentamiento indirecto en intercambiadores de calor, a donde llega un circuito primario desde la caldera, (en circuito cerrado), que va cediendo el calor al agua contenida en el secundario del mismo.
Para que un sistema de preparación de agua caliente sanitaria cumpla satisfactoriamente con su función, es esencial que disponga de una potencia calorífica suficiente, auxiliada por una acumulación térmica en su caso, para absorber los caudales del consumo punta sin perjuicio para la estabilidad de la temperatura del agua caliente en los puntos de consumo.
El sistema de producción centralizado conlleva un conjunto de instalaciones necesarias para la producción
del agua caliente sanitaria, su almacenamiento y distribución hasta los diferentes puntos de consumo (lavabos, duchas, grifos, etc.), lo que da lugar a una instalación compuesta por una serie de elementos variados, unido a una red de tuberías ampliamente ramificadas por todo el edificio, y con unas temperaturas del agua caliente tales, que el conjunto puede constituir una instalación propicia para la proliferación de Legionella.

Capítulo 3. Sistemas de agua caliente sanitaria

La producción centralizada de agua caliente sanitaria se obtiene en términos genéricos, mediante el intercambio térmico entre un fluido como agua caliente primario (aceite o más frecuentemente agua caliente) y un circuito secundario recorrido por agua caliente, que tras calentarse a la temperatura requerida, constituirá lo que denominamos agua caliente sanitaria.
Para ello se emplean los llamados intercambiadores de calor, que son dispositivos utilizados para transferir energía térmica de un fluido a otro.
El intercambiador tiene la limitación técnica de que la temperatura del agua caliente sanitaria producida depende del caudal de consumo demandado, por lo que cuando la demanda es grande, la temperatura del agua caliente sanitaria baja. La producción centralizada de agua caliente sanitaria con acumulación, dispone de un volumen de reserva para compensar la demanda de un determinado momento y mantener la temperatura del agua en el valor deseado.
Un tipo de intercambiador muy extendido en su aplicación es el de tipo multitubular, que está constituido fundamentalmente por un haz tubular, por cuyo interior circula el agua caliente primaria (calentada mediante caldera), colocado en el interior de una carcasa cilíndrica, circulando el agua a calentar (agua caliente sanitaria) por el espacio existente entre el haz tubular y la carcasa.
Para disponer de un volumen de reserva de agua caliente sanitaria, el haz tubular se sitúa en un depósito donde el agua además de calentarse, se almacena, obteniéndose así un volumen de reserva para compensar la demanda. Este conjunto es el que se conoce como interacumulador.
Otro tipo de intercambiador muy extendido para este uso es el intercambiador de placas. Este tipo surgió cuando
su diseñador, el Dr. R. Seligman, trataba de solucionar los problemas de limpieza en los intercambiadores
empleados en la industria alimentaria de EE.UU. Para ello, pensó inicialmente en dividir los tubos de intercambio de calor en dos mitades a fin de que pudieran ser abiertos y limpiados más fácilmente, acabando finalmente por imprimir cada mitad del tubo en unas placas que al unirse de dos en dos, formaban el conjunto de tubos del intercambiador, que pasó a denominarse “de placas”.
El intercambiador de placas es, en definitiva, un dispositivo que permite a dos fluidos que circulan a contracorriente, cada uno por un lado de una placa metálica corrugada, intercambiar energía térmica. Los intercambiadores de placas están integrados, por tanto, por un paquete de placas metálicas corrugadas de forma especial y con orificios para el paso de los fluidos, que se acoplan unas en otras en mayor o menor número, según las necesidades térmicas, en un bastidor metálico que las sostiene unidas. Dicho bastidor está formado por una placa frontal fija y otra móvil, que permite abrir o cerrar el intercambiador para su limpieza, reparación o una posible ampliación. Estas dos placas frontales se unen por una serie de tirantes para lograr la presión necesaria para el cierre hermético del conjunto. Completan el bastidor la guía portadora superior y el soporte trasero.
Cada placa tiene cuatro orificios por los que circulan los fluidos, mientras que la junta estanca, que hace de cierre por presión entre placas, permite, según su colocación, la circulación del fluido deseado por cada cara de la placa. Asimismo, las placas están dotadas de una serie de nervios y concavidades con el fin de lograr
una mayor rigidez, mantener constante la separación entre ellas, aumentar la superficie de intercambio y
aumentar la turbulencia. Los materiales más usualmente empleados en la construcción de las placas son los aceros inoxidables y aleaciones de níquel, cromo y titanio mientras que para las juntas se emplean siliconas, caucho natural y sintético, etc.
Como ventajas de este tipo de intercambiador, caben destacar: elevada turbulencia, elevado valor del coeficiente de transmisión superficial, menores pérdidas caloríficas, menor espacio necesario, accesibilidad a ambas caras de cada placa para su inspección y limpieza, y facilidad para sustituir elementos para reparaciones o realizar ampliaciones de los mismos.
Cuando se utilizan productos químicos para el tratamiento de este tipo de intercambiadores, es importante
garantizar que las juntas no sean atacadas por el producto utilizado.
En las instalaciones grandes son preferibles los acumuladores sin intercambiador de calor incorporado, calentándose el agua con un intercambiador exterior de placas, que los interacumuladores, debido a la mayor facilidad para la limpieza y desinfección de todos los elementos.
Los sistemas de acumulación deben ser diseñados de manera que se tenga en cuenta el fenómeno de la
estratificación de la temperatura del agua, con el fin de suministrar agua caliente sanitaria a una temperatura constante. El agua caliente en un depósito que está siendo consumida viene reemplazada por agua fría que normalmente entra por la parte baja del depósito y hace que su temperatura media disminuya. El agua caliente a temperatura más elevada, por convección, se acumula en la parte superior del depósito, siendo ocupada la parte inferior del mismo por el agua fría de alimentación. Esto genera una zona de agua caliente mezclada templada.

Capítulo 4. Sistemas de agua caliente sanitaria

en la parte intermedia, que conviene reducir, a fin de impedir un ambiente propicio para la proliferación de Legionella. Al entrar el agua fría en el depósito, ésta tiende a mezclarse con el agua caliente de forma proporcional a la cantidad de movimiento. La disposición de deflectores cerca de la entrada de agua fría atenúa notablemente el fenómeno, sin llegar a anularlo del todo.
La purga de lodos debe situarse en la parte central del fondo inferior ya que el agua calienteentra por la parte baja del depósito pero lateralmente.
De lo anterior se desprende la necesidad de diseñar depósitos acumuladores de pequeño diámetro y gran altura
e instalarlos en posición vertical (el cociente de altura entre diámetro debería ser superior a 2, si es posible).
En caso de que se proyecten dos o más depósitos, éstos deben conectarse en serie sobre el circuito de agua caliente, ya que de esta forma la zona de agua mezclada a menor temperatura afectará principalmente al primer depósito.
En cualquier caso, existirá siempre un volumen de acumulación que no es aprovechable por estar a una
temperatura inferior a la mínima de uso y que, por tanto, deberá ser tenido en cuenta en el momento de calcular el volumen total de acumulación. Un sistema de producción acumulada puede suministrar un caudal de agua caliente en un periodo de tiempo determinado que depende, esencialmente del volumen acumulado de agua caliente y de su nivel de temperatura de almacenamiento. A efecto de bienestar de los usuarios, la temperatura de llegada del agua caliente sanitaria a la grifería debería ser la más próxima posible a la temperatura de utilización. De esta manera se evitan problemas de quemaduras por error en la maniobra de los grifos y se logra una reducción del consumo de agua caliente y del consumo de energía. Sin embargo, para prevenir el desarrollo de Legionella, se requiere calentar el agua mínimo a 60 °C. Es evidente que las razones sanitarias deben prevalecer sobre cualquier otra consideración.
Sin embargo, el problema más grave que origina la adopción de temperaturas elevadas es el de la precipitación de algunas sales disueltas en el agua y el de la corrosión. Cuando hablamos de incrustaciones, depósitos o Iodos formados en el agua solemos referirnos a un depósito mineral que cubre las superficies de intercambio
de calor cuando se calienta el agua. La incrustación que se adhiere con mayor frecuencia, dependiendo de
la composición del agua de aporte, es el carbonato cálcico, que se precipita de la solución bajo ciertas
condiciones fisicoquímicas del agua (dureza, alcalinidad y pH) cuando ésta se calienta. La capa de
carbonatos que se forma sobre las superficies de intercambio térmico, dura y homogénea, no solamente perturba la circulación del agua porque aumenta la pérdida de carga, con reducción de diámetros de tuberías, sino que también reduce el coeficiente de transmisión de calor por ser un excelente aislante térmico. La precipitación de las sales disueltas en el agua se puede ver favorecida con el aumento de la temperatura del agua caliente, particularmente aumenta bruscamente por encima de los 50 °C. Debido a la necesidad de producir agua caliente a 60 °C o más, es conveniente que, si el agua fría tiene carácter incrustante puede ser sometida a un tratamiento adecuado para la prevención de incrustaciones calcáreas (por ejemplo, tratamiento de descalcificación, dosificación de inhibidores o tratamientos físicos)
Cuando se proyecte o efectúe una instalación de conducción de agua, se debe realizar una correcta selección del material de las tuberías y, en general, de los circuitos, puesto que hay aguas cuya composición puede ser corrosiva para diferentes materiales.
Para determinar el mejor material, el proyectista debe tomar en consideración las Normas UNE-EN 12499 sobre protección catódica interna y UNE 112076 acerca de la prevención de la corrosión en circuitos de agua caliente, así como las siguientes premisas:
a) Características del agua y determinación de su grado de agresividad frente a los diversos materiales
existentes.
b) Experiencia de las instalaciones ya realizadas en la misma zona y con el mismo tipo de agua caliente.
c) Temperatura del agua como factor de aceleración de la velocidad de corrosión.
Teniendo en cuenta las consideraciones anteriores para las tuberías pueden emplearse materiales como el cobre o algunos plásticos (polietileno (PEX), polibutileno (PB), polipropileno (PP), etc.).
Si se utiliza acero galvanizado se debe tener presente que, en función de la composición química del agua,
se pueden presentar procesos de corrosión a partir de 50 ºC y más aceleradamente hasta los 70 ºC (ver Norma UNE 112076 sobre corrosión en circuitos de agua).
En el diseño de instalaciones de agua, no se deben instalar tuberías de cobre que precedan a las tuberías de acero galvanizado, a fin de evitar que el cobre soluble se deposite aguas abajo sobre el acero galvanizado y cause ataques galvánicos.

Capítulo 5. Sistemas de agua caliente sanitaria

Los intercambiadores de calor deben construirse en materiales resistentes a la corrosión como aceros
inoxidables adecuados, titanio, etc. Los acumuladores de agua caliente sanitaria son normalmente de acero al carbono con un revestimiento, aunque también se construyen en acero inoxidable. Los acumuladores de acero al carbono revestido, tienen un comportamiento frente a la corrosión que depende del tipo de agua caliente y las condiciones de trabajo y la mayoría incorpora un sistema de protección catódica complementario. Los acumuladores de acero inoxidable pueden sufrir corrosión localizada en función del tipo de acero inoxidable utilizado, de las técnicas de construcción del depósito, del tipo de agua y de las condiciones de trabajo (principalmente la temperatura).

4.1. FASE DE DISEÑO
El diseño de las instalaciones de agua caliente sanitaria debe de realizarse de acuerdo con el Reglamento de Instalaciones Térmicas de la Edificación (RITE).
En esta fase se han de seguir los procedimientos habituales en todo proceso de diseño, destacándose los siguientes:
• Selección del equipo
• Características técnicas
— Materiales
— Facilidad de desmontaje
— Facilidad de desaguado
— Conducciones
4.1.1 Selección del equipo
Para una correcta selección del equipo a utilizar se han de tener en cuenta las características que se presentan a continuación:
• Todos los sistemas, equipos y componentes, se diseñarán para poder efectuar y soportar tratamientos
de choque térmico a una temperatura de 70 ºC. El sistema de calentamiento debe ser capaz de elevar
la temperatura del agua hasta 70 ºC o más para su desinfección.
• Se debe calcular la instalación de forma que la temperatura del agua permanezca en todo punto de
la instalación por encima de 50 ºC. Para ello es necesario aislar térmicamente equipos, aparatos y
tuberías.
• Cuando se prevean equipos y aparatos en reserva, deben aislarse mediante válvulas de corte de cierre
hermético y deben estar equipados de una válvula de drenaje situada en el punto más bajo.
• Con el fin de impedir la estratificación del agua y evitar que se mantenga un volumen de agua templada,
los depósitos deben de tener una elevada relación altura/diámetro y deben ser instalados verticalmente.
Si se prevén varios depósitos, la conexión deberá hacerse en serie.
• Existen dispositivos de filtración con un tamaño de poro adecuado para la retención de bacterias que
pueden ser instalados en los puntos terminales de la red. Estos pueden ser especialmente recomendables en instalaciones de muy alto riesgo, tales como salas de hospitalización, transplantados, inmunodeprimidos, oncología, u otras.
• En elementos terminales se seleccionarán preferentemente difusores de baja aerosolización.
4.1.2 Características técnicas
En la fase de diseño de los sistemas se han de tener en cuenta los siguientes aspectos:
a) Materiales
Se han de utilizar materiales, en contacto con el agua de consumo humano, capaces de resistir una desinfección mediante elevadas concentraciones de cloro u otros desinfectantes o por elevación de temperaturas, evitando aquellos que favorezcan el crecimiento microbiano y la formación de biocapa en el interior de la instalación.
Puede consultarse el apartado 4.1.1 del capítulo 2, dedicado al Agua Fría de Consumo Humano.

Capítulo 6. Sistemas de agua caliente sanitaria

b) Facilidad de desmontaje para la realización de operaciones
Todos los equipos y componentes deben ser fácilmente accesibles para la revisión, mantenimiento, limpieza y desinfección.
Se seleccionarán depósitos de acumulación dotados de una boca de registro para la limpieza interior. Según las Normas UNE-EN 12499 sobre protección catódica interna y UNE 112076 acerca de la prevención de la corrosión en circuitos de agua caliente, se establece un criterio para la catalogación de los depósitos de acumulación:
— Los depósitos mayores de 750 l deben disponer de una boca de hombre fácilmente accesible, con un
diámetro mínimo de 400 mm o un sistema equivalente para permitir realizar operaciones de limpieza,
desinfección y protección contra la corrosión.
— En los depósitos menores de 750 l (considerados domésticos), es suficiente disponer de un acceso que permita la limpieza manual de todas las superficies interiores.
Es recomendable que los puntos terminales, como grifos y duchas, cuenten con elementos desmontables que permitan su correcta limpieza y desinfección.
c) Facilidad de desaguado

Las redes de tuberías deberán estar dotadas de válvulas de drenaje en todos los puntos bajos. Los drenajes se deberían conducir a un lugar visible y estar dimensionados para permitir la eliminación de los detritos acumulados.
Los depósitos de acumulación deberán contar con una válvula de desagüe en el punto más bajo del mismo, de forma que permita su completo vaciado.
La purga del acumulador permitirá la toma de muestras. En termoacumuladores de pequeño volumen la toma de muestra se podrá realizar del punto más cercano.
d) Características de las conducciones
Se debe evitar la formación de zonas de estancamiento del agua, como tuberías de desviación, equipos y
aparatos de reserva, tramo de tuberías con fondo ciego, etc. Los tramos de tubería en los que no se pueda
asegurar una circulación del agua calientey una temperatura mínima superior a 50 ºC no pueden tener una longitud superior a 5 metros o un volumen de agua caliente almacenado superior a 3 litros. Esto seria aplicable a los sistemas que disponen de válvula mezcladora, en los que se deben garantizar 50 ºC antes de la propia válvula.

4.2. FASE DE INSTALACIÓN Y MONTAJE
Durante la fase de montaje se evitará la entrada de materiales extraños. En la puesta en marcha se realizará una limpieza y desinfección.
La tubería de acometida de agua a la cabeza difusora y la misma cabeza deben quedar vacías cuando las duchas o grifos no estén en uso. Hay que prevenir la formación de zonas con estancamiento de agua caliente que pueden favorecer el desarrollo de la bacteria.

4.3. FASE DE VIDA ÚTIL: MANTENIMIENTO DE LA INSTALACIÓN
4.3.1. Criterios de funcionamiento
Se debe evitar el estancamiento del agua calienteya que favorece la proliferación de microorganismos, especialmente en tuberías de desviación, equipos y aparatos en reserva, tramos de tuberías con fondo ciego, etc.
Purgar al menos semanalmente las válvulas de drenaje de las tuberías y de los acumuladores y abrir los grifos y duchas de instalaciones no utilizadas, dejando correr el agua unos minutos.
La temperatura en los depósitos, o al menos en el último (cuando haya varios conectados en serie) no debe de disminuir de 60º C. La temperatura en los grifos y elementos terminales no debe disminuir de 50 ºC y como máximo se debe alcanzar en un período aproximado de 1 minuto, con el fin de evitar acumulaciones de agua caliente.

Capítulo 7. Sistemas de agua caliente sanitaria

Estancada a temperaturas de riesgo de proliferación de bacterias. En los sistemas que disponen de válvula mezcladora, se deberá garantizar al menos 50 ºC antes de la propia válvula.
Esta temperatura es un compromiso entre la necesidad de ofrecer un nivel de temperatura aceptable para el usuario, para prevenir el riesgo de quemaduras, y la de alcanzar una temperatura suficiente para reducir la multiplicación de la bacteria.

 

 

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Calor: el bienestar de la calefacción

INTRODUCCIÓN A LAS TEORÍAS DEL CALOR

DESARROLLO DE LA TERMOMETRÍA

Dentro de la actividad experimental del siglo XVIII cabe destacar, de forma importante, el estudio del calor que permitió desarrollar la calorimetría y puso las bases, para el siguiente siglo, de la termodinámica.

El avance en el conocimiento del calor se debe, sin lugar a dudas, de la evolución que en el siglo XVIII experimenta la termometría. Aunque el termómetro se inventó en el siglo XVII, su perfeccionamiento se convirtió en un problema fundamental para la elaboración de una teoría sobre el calor .Se mejoraron las técnicas de obtención de buenos instrumentos, y sobre todo los métodos de calibración.

En 1714, Gabriel Daniel Farenheit (1686-1736), popularizo el termómetro de mercurio en sustitución del de alcohol y agua que se utilizaba hasta entonces. Utilizando, pues, el mercurio como líquido termométrico, fue el primero en calibrar un termómetro al definir la llamada, hoy en día escala Farenheit. En dicha escala los puntos fijos elegidos corresponden a la temperatura de fusión del hielo y a la temperatura de ebullición del agua, a las cuales le corresponden 32 y 212 grados, respectivamente.

Hacia 1730, René-Antoine Ferchault de Reaumur (1683-1757) estudió la dilatación del termómetro de alcohol entre el hielo fundente e el agua hirviendo y descubrió que un volumen de alcohol de 1000 partes pasaba a 1080, por lo que, tomando como fijos estos dos puntos, dividió su escala en 80 partes. Es la escala Reaumur .

El astronomo y físico sueco Andreas Celsius (1701-1744) en 1742 eligió al agua como sistema de referencia, asignándole el valor 100 al punto de congelación y el valor 0 al punto de ebullición. Posteriormente, Carl Linneo  invirtió este orden resultando la escala que conocemos como escala Celsius.

 

INICIO DE LA CALORIMETRÍA

En el siglo XVIII el concepto de “fluidos sutiles”, era un cómodo cajón de sastre del que sacar a voluntad las piezas necesarias para explicar determinadas propiedades.  Una de esas piezas era el calórico, fluido misterioso que serviría para explicar los intercambios energéticos en forma de calor entre los cuerpos. Éste se uniría a otros fluidos análogos como,  por ejemplo,  el flogisto,  los fluidos eléctricos o el éter.

Tras la termometría, el siguiente concepto fundamental de la teoría del calor es el de capacidad calorífica. En un principio se creía que la cantidad de calor que un cuerpo podía “acumular” en un determinado periodo de tiempo dependía de su masa y de su volumen. Sin embargo, diferentes experiencias pusieron de manifiesto que esto no era así, sino que existía una nueva constante característica de los cuerpos que estaba relacionada con la capacidad acumulativa de calor de los cuerpos. Esta propiedad era el calor específico. 

La idea de calor específico la utilizó por primera vez el profesor de la universidad de Glasgow Joseph Black (1728-1799) en 1760. además de hacer importantes descubrimientos en la química de los gases, en su obra  define también el calor latente para medir el calor necesario para producir cambios de estado en sustancias sin variar la temperatura. Precisamente podemos considerar las aportaciones de Black como el comienzo de la calorimetría como ciencia.

No obstante la obra de Black estaba llena de contradicciones y de errores, criticados por muchos físicos, entre ellos por Bejamín Thompson, conocido como conde de Rumford, para los cuales el calor era considerado como una forma de movimiento. Sin embargo, la ausencia de explicaciones mecanicistas convincentes mantuvo a muchos físcos en la cómoda y elástica teoría del fluido sutil, amoldable a las necesidades de cada momento.

La teoría matemática del calor y su transmisión sería una conquista del siglo XIX, al desarrollarse la termodinámica. Sin embargo, no debemos olvidar que el camino que llevaría a dicha ciencia se inició con el más formidable ingenio del siglo XVIII: la máquina de vapor.

 

TRANSFERENCIA DE CALOR

 

Calor es la energía en tránsito desde un sistema con alta temperatura a otro sistema con más baja temperatura.
El calor se asocia con la energía interna cinética y potencial de un sistema (movimiento molecular aparentemente desorganizado).
Hay un dilema con la comprensión del párrafo anterior: Si el calor es una forma de la energía asociada a la vibración y el movimiento de las partículas, ¿qué es el calor que se mueve por el espacio vacío entre la Tierra y el Sol, donde en su mayor parte no hay moléculas? Bien, debemos saber que el calor puede también ser transferido desde cualquier fuente por Radiación. La radiación térmica es radiación electromagnética que se mueve con quanta en ondas, para ser preciso, con fotones en ondas, como se propaga la luz. Así, la transferencia de calor radiante puede suceder a través del vacío.
El calor siempre fluye desde una región con temperatura más alta hacia otra región con temperatura más baja. La transferencia o dispersión del calor puede ocurrir a través de tres mecanismos posibles, conducción, convección y radiación:
CONDUCCIÓN: Flujo de calor a través de medios sólidos por la vibración interna de las moléculas y de los electrones libres y por choques entre ellas. Las moléculas y los electrones libres de la fracción de un sistema con temperatura alta vibran con más intensidad que las moléculas de otras regiones del mismo sitema o de otros sistemas en contacto con temperaturas más bajas. Las moléculas con una velocidad más alta chocan con las moléculas menos excitadas y transfieren parte de su energía a las moléculas con menos energía en las regiones más frías del sistema. Las moléculas que absorben el excedente de energía también adquirirán una mayor velocidad vibratoria y generarán más calor (energía potencial -absorbe calor- <–> energía cinética -emite calor).
Por ejemplo, la conducción de calor a través de la carrocería de un coche.
Los metales son los mejores conductores térmicos; mientras que los materiales no metálicos son conductores térmicos imperfectos.
CONVECCIÓN: Es el flujo de calor mediante corrientes dentro de un fluido (líquido o gaseoso). La convección es el desplazamiento de masas de algún líquido o gas. Cuando una masa de un fluido se calienta al estar en contacto con una superficie caliente, sus moléculas se separan y se dispersan, causando que la masa del fluido llegue a ser menos densa. Cuando llega a ser menos denso se desplazará hacia arriba u horizontalmente hacia una región fría, mientras que las masas menos calientes, pero más densas, del fluido descenderán o se moverán en un sentido opuesto al del movimiento de la masa más caliente (el volumen de fluido menos caliente es desplazado por el volumen más caliente). Mediante este mecanismo los volúmenes más calientes transfieren calor a los volúmenes menos calientes de ese fluido (un líquido o un gas).
Por ejemplo, cuando calentamos agua en una estufa, el volumen de agua en el fondo de la olla adquirirá el calor por conducción desde el metal de la olla y se hará menos denso. Entonces, al ser menos denso, se moverá hacia la superficie del agua y desplazará a la masa superior menos caliente y más densa hacia el fondo de la olla.
RADIACIÓN: Es la transferencia de calor por medio de ondas electromagnéticas. No se requiere de un medio para su propagación. La energía irradiada se mueve a la velocidad de la luz. El calor irradiado por el Sol se puede intercambiar entre la superficie solar y la superficie de la Tierra sin calentar el espacio de transición.
Por ejemplo, si colocamos un objeto (tal como una moneda, un coche, o a nosotros mismos) bajo los rayos del Sol directos; al poco tiempo notaremos que el objeto se calentará. El intercambio de calor entre el Sol y el objeto ocurrirá por medio de radiación.
Un Depósito de Calor es un sistema capaz de absorber calor de un objeto con el que está en contacto térmico sin que ocurra un cambio de fase o una variación significativa en su temperatura.
En la ubicación de la Tierra, el espacio exterior, el campo gravitacional y el falso vacío son Depósitos de Calor.
El agua tiene un Calor Específico de 4190 j/Kg-°C, mientras que el aire y el suelo tienen un Calor Específico de 1050 J/Kg -°C cada uno.
El agua tiene un Calor Específico más alto que el suelo y el aire; así, la Capacidad Térmica del agua es más alta que la Capacidad Térmica del aire y la tierra. A una Capacidad Térmica más grande, una tasa más lenta en la disipación del calor.
La atmósfera y la tierra no pueden mantener una generación de calor por períodos más largos que el agua porque tienen una Capacidad Térmica más baja que el agua. Para volúmenes iguales (1 Kg de cada medio), el agua absorbe más calor que el aire o la tierra, así que las aguas absorben más calor –que se convierte en energía cinética y potencial- que la tierra o el aire. Un cuerpo con una alta densidad de energía demorará más para consumir su energía interior que un cuerpo con una densidad más baja de energía. Por ejemplo, si usted tiene diez dólares y su amigo tiene cinco dólares, y cada uno se obliga a gastar un dólar por día, usted demorará diez días para gastar su dinero, mientras que su amigo demorará sólo cinco días para gastar su dinero.
En general, la tierra y el aire tienen, independientemente, 1/4 del Calor Específico del agua. Por ejemplo, el Calor Específico del Bióxido de Carbono es de 850 J/Kg -°C, o sea, 4.92 veces menor que la del agua, por tanto, su capacidad calorífica será menor que la del agua. De igual forma, para masas iguales de las substancias comparadas y a temperaturas igualadas, el Bióxido de Carbono pierde calor cinco veces más rápido que el agua. Si un Kilogramo de agua a 30 °C se enfriara hasta los 20 °C en 10 minutos, un Kilogramo de Bióxido de Carbono a 30 °C disminuiría su temperatura a 20 °C en dos minutos. La regla es: Si lo ganas rápido, lo pierdes rápido. Como dato interesante, el Hidrógeno posee un Calor Específico de 14200 J/Kg -°C y el Metano, otro de los famosos gases de “Invernadero” es de 2200 J/Kg -°C. (Datos sobre el Calor Específico de las sustancias obtenidos de MONACHOS ENGINEERING y de Wittemann).
El agua absorbe la Radiación Infrarroja proveniente del Sol y del Cosmos debido a que la frecuencia vibratoria interior de sus moléculas es la misma frecuencia de las ondas de la Radiación Infrarroja solar. A esta forma de adquisición de calor se denomina Absorción por Resonancia.
Los humanos sentimos el calor irradiado por el Sol y otros sistemas más calientes que nosotros porque nuestros cuerpos están formados por un 55-75% de agua. El Calor Radiante que incide en nuestra piel es absorbido por nuestras moléculas de agua por Absorción por Resonancia, de tal forma que la Radiación Infrarroja dirige la intensidad del movimiento vibratorio interno de las moléculas de agua de nuestro cuerpo (nuestros cuerpos se calientan); sin embargo, los seres vivientes en general poseemos sistemas que nos permiten eliminar el exceso de calor de nuestros organismos para mantener una temperatura interior cuasi-estable (es uno de los muchos procesos homeostáticos de los biosistemas).
Si la Tierra no tuviese agua, las noches serían extremadamente frías -aunque la atmósfera tuviera Gases de “Invernadero” cinco veces más concentrados que ahora.
Por ejemplo, si las atmósferas de Marte y la Tierra tuviesen la misma densidad, Marte tendría una concentración atmosférica de CO2 comparable a 11998.5 ppmv de la Tierra. Sin embargo, debido a su baja densidad, en Marte la concentración de CO2 atmosférico es equivalente a 0.95% de su concentración en la Tierra (100 veces menos por la baja densidad de su atmósfera); no obstante, Marte es un planeta congelado. Marte sólo tiene vestigios de agua (0.03 %). Además, Marte solo recibe 589.2 W/m+e2 de energía radiante de Sol, mientras que la Tierra recibe 1367.6 W/m+e2 de energía radiante solar (2.32 veces más que Marte). Por otro lado, Marte tiene un núcleo a una temperatura de 1727 °C (Fei and Bertka, Science; 2005), mientras que la Tierra tiene un núcleo generador de calor a 7,200 °C, ¡CUATRO VECES MÁS QUE MARTE!
¿Ha leído usted que “la explicación principal para que la superficie de Venus sea extremadamente caliente y la superficie marciana esté helada ha sido bastante clara y directa: el “efecto de invernadero”? Esta afirmación no es cierta porque la verdadera causa es la distancia de cada planeta al Sol, el calor que emiten sus núcleos y la cantidad de agua en fase líquida que cada  planeta posea. Si el efecto de “invernadero” fuera la causa, entonces Marte, un planeta que tiene un 95% de Bióxido de carbono, no sería un planeta helado, sino un planeta tibio.
A pesar de la baja densidad de la atmósfera marciana, ésta tiene una concentración de Bióxido de Carbono de 0.95 %, que es 29.5 veces más alta que la de la atmósfera terrestre. Si su temperatura global estuviera determinada por el Bióxido de carbono, Marte sería un planeta confortablemente tibio. Además, la NASA ha informado sobre un Cambio Climático en Marte -específicamente, un Calentamiento Global marciano, pues el “encogimiento” de los depósitos de Bióxido de Carbono congelado solo puede significar que la temperatura de la atmósfera de Marte ha subido por encima de la variación normal. El informe de NASA sobre el Calentamiento Global marciano dice, “Los nuevos cráteres de impacto formados desde los setentas sugieren cambios a la fecha –según estimaciones a partir de modelos. Y por tres veranos consecutivos en Marte, los depósitos del bióxido de carbono congelado en el Polo Sur de Marte se han encogido a partir del tamaño durante el año anterior, sugiriendo un Cambio Climático en progreso.” (Lea aquí: Reporte de NASA en Inglés). Los científicos han observado que también Venus, Júpiter (el cambio climático en Júpiter empezó hace 60 años, igual que en la Tierra), Saturno y su satélite Titán están experimentando Cambios Climáticos, lo cual indica que el Cambio Climático y el Calentamiento Global son fenómenos que suceden en todo el Sistema Solar y que tienen un origen cósmico, o… ¿quizás haya actividades industriales en Marte y en los demás planetas?
Muchos autores de escritos sobre el clima dicen que los  gases de “Invernadero” actúan como una “frazada” que refleja de nuevo el calor a la Tierra –por ejemplo: “Algo del calor re-irradiado es reflejado de vuelta a la Tierra” (Ultimate Visual Dictionary – The Atmosphere. DK publishing, Inc. p. 301. 1998). También se lee lo siguiente, “La razón es que la atmósfera funciona como los vidrios de un invernadero. Esto es debido a que las propiedades de absorción y conducción del vidrio son semejantes a las de los gases atmosféricos de invernadero…” (Wilson, Jerry D. College Physics-2nd Edition; p. 382. Prentice Hall Inc. 1994).
Hay muchos autores que han expresado estos acontecimientos térmicos como lo hicieron los escritores que cité en el párrafo anterior. He encontrado los mismos errores escritos en informes de NASA, NOA, EPA, etc. Esos defectos involuntarios han sido “inflados” por numerosos pseudoecologistas y políticos que imponen el concepto erróneo e irracional de los “Gases de Invernadero”, “Calentamiento Global” antropogénico y del “Cambio Climático Antropogénico”, cerrando los ojos ante las Leyes de la Termodinámica, la Transferencia de Calor, la Expansión Térmica, las Leyes Físicas de los fluidos, etc.
La atmósfera no es un “vidrio”, ni actúa como un vidrio. Tampoco es una frazada que “re-irradie” el calor, o que obstruya la convección. ¡Absolutamente no! Lejos de estorbar la transferencia de calor por convección, los gases permiten la convección. ¡La atmósfera está formada por fluidos, no es sólida como un vidrio o como una frazada! El calor en un vidrio se transfiere por medio de conducción (por contacto), mientras que en la atmósfera se transfiere por convección (por corrientes).
Como todas las substancias, el Bióxido de Carbono tiene una capacidad de absorber el calor del suelo y los océanos y de transformarlo en energía cinética y potencial interna. Mediante esta transformación de una forma de la energía a otra, el Bióxido de Carbono genera calor que es transferido lentamente por convección a las capas atmosféricas superiores. Después de este traslado, el calor se libera desde las capas atmosféricas más altas hacia el espacio exterior (Depósito de Calor). Sin embargo, nosotros hemos entendido que la concentración actual de Bióxido de Carbono no es la fuente del “Calentamiento Global”. Necesitaríamos cerca de 1200 ppmv para subir la temperatura de la superficie Tierra en 0.5 °C.
La atmósfera terrestre es un estrato formado por una mezcla de gases (aire) que envuelven a la Tierra y es retenida por la gravedad terrestre.
La atmósfera se estratifica por diferencias de densidad y de temperatura. El Nitrógeno y el Oxígeno son los componentes predominantes en todas las capas, pero cada capa es menos densa que la capa previa a partir de la troposfera, la cual es la capa más densa (densidad = magnitud de masa por unidad del volumen; por ejemplo, la densidad del agua líquida es de 1 Kg por litro).
La cantidad de masa de aire por unidad del volumen disminuye con el incremento en la altura. A nivel del mar y a 288.2 K (15.2 °C o 59.36 °F), la densidad del aire en la troposfera es de 1.225 Kg/m+e3 y su conductividad térmica es de 0.02596 W/m/ grado Kelvin.
Sin embargo, como todos los materiales, cuando los gases se calientan, sus densidades disminuyen porque sus moléculas vibran más rápido y se dispersan (Expansión). Así, el volumen de aire es ampliado hasta un valor máximo, pero su densidad disminuye porque sus moléculas se distribuyen en un espacio más grande. Si la expansión del gas no fuese posible, entonces la presión ejercida por el gas aumentaría; por ejemplo, dentro de un contenedor cerrado o en los cilindros de un motor moderno.
Un día de mi niñez realicé un experimento muy peligroso con un contenedor de vidrio vacío y bien sellado (un frasco de Nescafé) colocado dentro de una caja de madera (a fin de cuentas sí tomé algunas precauciones). Coloqué la caja en la estufa de leña y me paré a esperar un tiempo. No sé por cuánto tiempo demoró, pero el frasco se agrietó y, después de algunos minutos, estalló (sí, sí…  Ya sé lo que tengo que decir.. ¡NO LO INTENTE EN CASA!) La expansión del vidrio agrietó el frasco, y la expansión del aire atrapado dentro del frasco lo hizo reventar. Obviamente, el calor gobernó este incidente.
La convección no ocurre en la estratosfera porque en este sector los gases se mueven horizontalmente; consecuentemente, el calor engendrado por las reacciones en la capa de ozono solamente se transfiere por radiación y conducción.
EL ESTUDIANTE RON K. DE ALABAMA NOS PREGUNTA: Si el aire tiene una densidad de 1.29 Kg/m cúbico y la densidad del agua es de 1.00 Kg/m cúbico, ¿por qué no se sumerge el aire en el agua líquida?
RESPUESTA: Ante todo, usted olvidó escribir X 10 +e3 después de la densidad del agua líquida. Usted debió haber escrito: “Si el aire tiene una densidad de 1.29 Kg/m cúbico y la densidad del agua es de 1.00 Kg/m cúbico X 10 +e3…” Si expresamos las cantidades sin las notaciones base 10, leeremos la frase como sigue: “Si el aire tiene una densidad de 1.29 Kg/m cúbico y la densidad del agua es de 1000 Kg/m cúbico…”, lo cual denota claramente que el aire es menos denso que el agua. Con respecto a su pregunta, si son puestos en medios más densos, los materiales menos densos tenderían a flotar. Como el aire es menos denso que el agua, el aire se desplazará hacia la superficie del agua.
Cuándo tratamos el mismo fenómeno físico con el hielo (agua en fase sólida), dado que el hielo tiene una densidad de 920 Kg/m cúbico, dado que es menos denso que el agua en fase líquida (1000 Kg/m cúbico) el hielo tenderá a flotar en la masa de agua líquida; sin embargo, sólo una porción del bloque de hielo permanecerá totalmente sumergido en el agua porque la relación entre las densidades del agua líquida del hielo es del 92%; por ello sólo el 8% del hielo flotará por encima de la superficie del agua en fase líquida. Para un iceberg, nosotros solamente vemos el 11% del bloque completo de hielo por encima del nivel del agua porque el agua de mar tiene una densidad de 1030 Kg/m cúbico (la relación sería: 920 ÷ 1030 = 0.89; 0.89 es igual al 89%).

 

 

 

Calor y Temperatura
Calor.- Fenómeno físico que eleva la temperatura y dilata, funde, volatiliza o descompone un cuerpo. El calor de un cuerpo
es la suma de la energía cinética de todas sus moléculas.

El tema calor constituye la rama de la Física que se ocupa de los movimientos de las moléculas, ya sean de un gas, un líquido
o un sólido. Al aplicar calor a un cuerpo, éste aumenta su energía. Pero existe una diferencia sustancial entre la energía
térmica que posee un cuerpo y su temperatura.

Temperatura.- Grado de calor en los cuerpos. Para medir la temperatura, se utiliza el termómetro de mercurio, que consiste
en un tubo estrecho de vidrio (llamado capilar), con el fondo ensanchado en una ampolla pequeña y el extremo superior cerrado.
La ampolla o depósito y parte del capilar están llenos de mercurio y en la parte restante se ha hecho el vacío. Para leer
la temperatura se utiliza una escala que está grabada en el vidrio.

 
 
CALOR Y TEMPERATURA

La gráfica representa el cambio de temperatura que se produce al suministrar calor al agua (a 1 atmósfera de presión). A 0 °C y 100 °C se le puede suministrar calor sin cambiar su temperatura. Este ‘calor latente’ rompe los enlaces que mantienen unidas las moléculas, pero no aumenta su energía cinética. Para vaporizar un gramo de agua hace falta aproximadamente siete veces más calor que para fundirlo. Esa diferencia se refleja en las distintas longitudes de las partes horizontales de la gráfica. Las pendientes de las líneas inclinadas representan el número de grados de aumento de temperatura por cada julio de calor suministrado a un gramo de agua. El ‘calor específico’ del agua es de 4.185,5 julios por kilogramo y grado, es decir, hacen falta 4.185,5 julios de energía para aumentar en un grado la temperatura de un kilogramo de agua.

 
 
Calor
El calor no lo podemos ver. Sólo podemos notar sus efectos. Notamos que el calor provoca cambios de temperatura y
hace variar
el tamaño de los objetos: con el calor los cuerpos se dilatan o cambian su estado físico. El calor provoca
que los sólidos
pasen a líquidos y que los líquidos se transformen en gases.

El calor no es algo material, ya que si así fuera, un cuerpo al calentarse ganaría peso.

El calor es una forma de energía que hace aumentar la temperatura. El calor se puede medir en joules (julios, J) que
es la
unidad de energía en el Sistema Internacional, o en calorías (cal). Una caloría equivale a 4,16 joules
y se define como la
cantidad de calor necesaria para que un gramo de agua aumente su temperatura en un grado centígrado (con más
precisión, para
que su temperatura pase de los 14,5°C a los 15,5°C).

Como una caloría es una medida más pequeña se suele utilizar más la caloría grande (Cal)
o kilocaloría (Kcal.) que equivale
a 1.000 calorías. La mayoría de las tablas de calorías que encontramos habitualmente se refieren a estas
calorías grandes
o kilocalorías.

Efectos del calor:

–El calor dilata los cuerpos: todos los cuerpos, cuando se calientan, aumentan de volumen;
–El calor modifica los estados de la materia, convirtiendo los sólidos en líquidos y éstos en gases.
Es importante observar
que mientras se produce el cambio de estado no aumenta la temperatura del cuerpo;
–El calor hace variar la temperatura.

 
PERDIDAS DE CALOR

Esta imagen de colores falsos muestra el calor que se escapa de una vivienda en forma de rayos infrarrojos. Las zonas negras son las que menos calor irradian, mientras que las blancas (que coinciden con las ventanas) son las que más calor pierden.

 
 
Temperatura
La temperatura es una cualidad del calor que se puede considerar como el nivel que éste alcanza en los cuerpos.

Los efectos del calor sobre los cuerpos se utilizan en los termómetros, que son los instrumentos con los que medimos
las variaciones
de la temperatura y, por tanto, del calor absorbido.

 
FLUJO DE CALOR ENTRE DOS GASES

Dos gases idénticos a temperaturas diferentes están separados por una barrera aislante. El gas más caliente contiene moléculas con mayor energía cinética media que las moléculas del gas más frío. Cuando se juntan los gases, la mezcla alcanza una temperatura de equilibrio situada entre las dos temperaturas iniciales. El calor fluye del gas más caliente al más frío hasta que la energía cinética media de sus respectivas moléculas se iguala.

 

 

 

 

 

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octubre 22, 2009

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Calderas gasoil

 

Historia de las Calderas gasoil

No pudo ser sino Inglaterra, corazón industrial del mundo a finales del siglo XVII y comienzos del XVIII, la cuna de uno de los inventos más portentosos del hombre en cuanto a la obtención de energía: las calderas gasoil. El invento, tal vez rudimentario al comienzo, fue logrando avances en la medida que diferentes hombres de gran ingenio incorporaron nuevas ideas para ir haciéndolas cada vez más eficientes y seguras.

Así, pues, mientras el mundo, más allá de la pujanza industrializadora de los ingleses, demandaba recursos energéticos para su desarrollo, las calderas gasoil las calderas gasoil fue ganando espacios y llegó a transformarse en un equipo indispensable para cada proceso productivo.

La de las calderas gasoil ha sido una historia larga y de constantes avances tecnológicos. Este artículo habla de los pasos más importantes a partir de la fabricación de las primeras las calderas gasoil pirotubulares.

Desde sus Comienzos
    
El principio de funcionamiento de las calderas gasoil pirotubulares consiste en el traspaso de calor desde el interior de los tubos hacia el agua de la caldera que los circunda. En las calderas gasoil pirotubulares existen numerosas combinaciones para la configuración de los tubos, determinadas por el número de “pasos” que el calor generado en el hogar o cámara de combustión atraviesa antes ser liberado al ambiente.

Es importante tener en cuenta el dimensionamiento de la cámara de combustión, puesto que de ello dependen las temperaturas de entrada de gasoiles al primer paso de tubos. El exceso de temperatura ocasionará sobrecalentamiento del metal y grietas en la placa trasera de tubos.

Con el paso de los años se han mejorado y optimizado los diseños, disminuyendo así su tamaño y aumentando considerablemente su eficiencia.

las calderas gasoil Tipo Lancashire

Las calderas gasoil tipo Lancashire fueron desarrolladas en 1844 por Sir William Fairbairn, a partir de lo que se conocía como caldera “Cornich” de un fogón o calderas gasoil “Trevithick’s”. Aún en estos días se puede ver algunas de estas calderas gasoil en pleno funcionamiento.

Su estructura está compuesta por un largo manto de acero, por lo general de 5 a 10 m. de largo, a través del cual pasan 2 tubos de gran diámetro llamados fogones. Parte de cada fogón era corrugado de manera de absorber la expansión de las calderas gasoil cuando se calentaba y para prevenir su colapso debido a la presión externa. Se instalaba una cámara de combustión a la entrada de cada fogón en lo que corresponde al frente de la caldera. La cámara de combustión podía ser diseñada para quemar gasoil, petróleo o carbón.

Los combustibles calientes pasan de la cámara de combustión a los fogones. Estos fogones se encuentran rodeados por agua en su exterior y el calor que se genera en la cámara de combustión es transferido al agua.

Las calderas gasoil era instalada en una fundación de ladrillo llamada “setting” o montura, la que fue diseñada con el propósito de mejorar la eficiencia térmica del equipo. Después de pasar por los fogones, los gasoiles calientes son derivados bajo la caldera por un conducto de ladrillo, incluido en el “setting”, transfiriendo el calor al agua por la parte inferior del manto.

En el frente de calderas gasoil el flujo de gasoiles calientes era dividido en dos corrientes que pasaban hacia el fondo del equipo por los costados. Esto se conseguía mediante 2 conductos en los lados de calderas gasoil, que formaban parte del Setting de ella. Estos 2 ductos se encuentran en el fondo de calderas gasoil para dar paso a la chimenea.

Estos pasos, en calderas gasoil tipo Lancashire, fueron concebidos en un intento por extraer la máxima cantidad de energía de los productos de combustión calientes, los que en diseños anteriores se liberaban a la atmósfera. Normalmente la corriente de gasoiles pasaba por un economizador antes de entrar a la chimenea, el que calentaba el agua de la caldera mejorando su eficiencia térmica.

Durante mucho tiempo se fabricaron calderas gasoil de distintos tamaños. No obstante, la más pequeña de ellas medía aproximadamente 5,5 m. de largo por 2 m. de diámetro. La más grande era de aproximadamente 10 m. de largo por 3 m. de diámetro. La producción de vapor variaba desde 1.500 kg/h hasta aproximadamente 6.500 kg/h. Las calderas gasoil Lancashire podían trabajar a presiones de hasta 17 Barg.

Contenían un gran volumen de agua, lo que se traducía en una gran capacidad de almacenamiento de energía, con lo que podían responder fácilmente a demandas repentinas de vapor. El gran volumen de agua contenida significaba también que el control del nivel y de la calidad del agua no era tan crítico como en las calderas modernas.

Una de las desventajas de este tipo de calderas era que después de repetidos calentamientos y enfriamientos, las expansiones y contracciones se traducían en deterioro del la mampostería (setting). Esto generaba infiltraciones de aire parásito, que desequilibraba el tiro de calderas gasoil, a la vez que disminuía su eficiencia.

La introducción de las calderas gasoil pirotubulares multitubos significó la eventual muerte de las calderas gasoil tipo Lancashire, pues éstas eran más pequeñas y más eficientes.

calderas gasoil Tipo Cochran

Fue la invención de Edward Comnton la que se transformaría en la famosa calderas gasoil Cochran. La principal novedad fue la introducción de tubos horizontales en un manto cilíndrico vertical por medio de placas tubulares bridadas. El diseño fue exhibido por primera vez en la exposición Real de Agricultura, en Bristol, el año 1878. El hecho que la caldera fuera vertical, se traducía en un pequeño tamaño con la eficiencia de las calderas gasoil tubulares. La caja de humo era parte decalderas gasoil, con la chimenea apernada a un lado.

Las calderas gasoil Cochran rápidamente ganaron reputación gracias a su gran confiabilidad, flexibilidad y gran calidad de fabricación. De hecho, muy pocos barcos a vapor en circulación en los inicios del siglo veinte no tenían calderas gasoil Cochran como caldera auxiliar a la caldera principal.

calderas gasoil Económica

Este diseño correspondió a una mejora de calderas gasoil Lancashire. Estaba constituida por un manto cilíndrico exterior, el que contaba en su interior con 2 fogones o tubos de gran diámetro donde se instalaban las cámaras de combustión.

Los productos de combustión calientes dejaban los fogones por el fondo de la caldera entrando a una de ladrillos refractarios (fondo seco), donde los productos de combustión eran derivados hacia una gran cantidad de tubos de pequeño diámetro instalados por sobre los fogones.

Estos tubos constituían una gran superficie de transferencia de calor. Los productos de combustión dejaban calderas gasoil por el frente y a través de un ventilador de tiro inducido, para pasar luego a la chimenea.

Las calderas gasoil económica de 2 pasos tenía la mitad del tamaño de calderas gasoil tipo Lancashire y disponía de una eficiencia térmica varios puntos más alta. El rango de tamaño de las calderas gasoil Económicas era de aproximadamente 3 m. de largo y 1,7 m. de diámetro hasta aproximadamente 7 m. de largo y 4 m. de diámetro. La producción de vapor iba desde 1.000 kg/h hasta aproximadamente 15.000 kg/h.

Los Tubos “Sinuflo”

Hasta la invención y la patente de los famosos tubos Sinuflo, por Percy St. G. Kirke, las calderas gasoil de combustión de gasoil eran muy ineficientes. Tomando su nombre de su forma sinusoidal, el tubo sinuflo lo cambió todo, permitiendo que el gasoil caliente transfiriera en todo el largo del tubo la mayor parte del calor hacia el agua.

En 1934 las calderas gasoil Cochran alcanzaron un acuerdo con Kirke y lanzaron una línea de calderas gasoil horizontales recuperadoras  de calor. Fueron muy exitosas, ideales para generar vapor a partir de gasoiles calientes residuales provenientes de los procesos de las industrias del gasoil y del acero.

La sobresaliente eficiencia térmica de los tubos Sinuflo, significó que más tarde fueran incorporados por todos los fabricantes de calderas gasoil en el mundo. La Caldera Económica de Cochran lanzada al mercado en 1940, incluía un ventilador de tiro inducido, una gran cámara de combustión y un excepcionalmente fácil acceso a su interior, marcando un hito en el diseño de calderas gasoil.

Las calderas gasoil Cochran Serie II

Para satisfacer la demanda de eficiencias más altas, equipos más compactos, automatización de la operación, requeridos durante las tareas de reconstrucción durante la post guerra en Inglaterra -tanto del Gobierno como de la industria- fue vital enfatizar los esfuerzos en las áreas de investigación y desarrollo. Como resultado de este esfuerzo, en 1959 se lanzaron al mercado las calderas gasoil verticales Cochran Serie II, diseñadas, especialmente, de acuerdo a los mencionados criterios.

Este diseño alcanzaba eficiencias térmicas de más de 80% (PCS) y una gran producción de vapor para su tamaño. Su operación podía ser completamente automática, operando tanto con combustibles líquidos como sólidos. La mayoría de ellas fue construida mediante uniones soldadas, método estándar a partir de 1960.

calderas gasoil Paquete

El concepto de la “Caldera Paquete” data desde 1950, y corresponde a una caldera completa con todos sus accesorios, quemador para la combustión de petróleo o gasoil, bombas de agua, controles automáticos todos montados como una unidad en una base compacta para transporte, ensamblada en fábrica.

La mejora en los materiales y en los procesos de fabricación se tradujo en que se podían instalar más tubos en cada unidad.

En los primeros años de desarrollo de las calderas gasoil, éstas eran equipos largos y requerían grandes superficies para su instalación.

Forzando los gasoiles a cambiar de dirección para hacerlos pasar por tubos, se consiguió acortar las calderas gasoil, mejorando notablemente las tasas de transferencia de calor. La caldera paquete multitubular moderna es el estado actual de este proceso evolutivo.

Estas calderas gasoil se clasifican de acuerdo al número de pasos; es decir, de acuerdo al número de veces que los productos de combustión calientes pasan a través de la caldera. El diseño más común corresponde a las calderas gasoil de tres pasos, siendo el primero de ellos la cámara de combustión y los dos siguientes los pasos a través de los tubos.

calderas gasoil de Llama Reversa

Este diseño es una variación del diseño convencional de calderas gasoil. La cámara de combustión tiene la forma de un dedal; el quemador está instalado en su extremo abierto normalmente por debajo del centro. La llama retorna sobre sí misma dentro de la cámara de combustión para volver hacia el frente de calderas gasoil. Los tubos de humo rodean el dedal y permiten el paso de los productos de combustión calientes a la parte trasera de la caldera y a la chimenea.

Cuando James Watt observo que se podría utilizar el vapor como un fuerza económica que remplazaría la fuerza animal y manual, se empezó a desarrollar la fabricación de calderas gasoil, hasta llegar a las que actualmente tienen mayor uso en las distintas industrias de nuestro país.

Las primeras calderas gasoil tenían el inconveniente que los gasoiles calientes estaban en contacto solamente con su base, y en consecuencia se aprovechaba mal el calor del combustible. Debido a esto las instalaciones industriales fueron perfeccionándose, colocándose el hogar en el interior de la caldera y posteriormente se le introdujeron tubos, para aumentar la superficie de calefacción. Si por el interior de los tubos circulan gasoiles o agua, se les clasifican en calderas gasoil igneotubulares (tubos de Humo) y calderas gasoil acuotubulares (Tubos de agua) .

calderas gasoil Igneotubulares o Pirotubulares:

Son aquellas en que los gasoiles y humos provenientes de la combustión pasan por tubos que se encuentran sumergidos en el agua.

Ventajas:

Menor costo inicial debido a su simplicidad de diseño.

Mayor flexibilidad de operación

Menores exigencias de pureza en el agua de alimentación.

Inconvenientes:

Mayor tamaño y peso.

Mayor tiempo para subir presión y entrar en funcionamiento.

No son empleables para altas presiones

 

 

calderas gasoil Acuotubulares:

Son aquellas en que los gasoiles y humos provenientes de la combustión rodean tubos por cuyo interior circula agua.

Ventajas:

Pueden ser puestas en marcha rápidamente.

Son pequeñas y eficientes.

Trabajan a 30 o mas atm.

Inconvenientes:

Mayor costo

Debe ser alimentadas con agua de gran pureza.

 

 

Gasoil

Todas las calderas de gasoil deben llevar unos elementos de seguridad que garantizan su funcionamiento y que son los siguientes:
• Termómetro
Mide la temperatura de salida de agua caliente para calefacción.
• Medidor de presiónControla el correcto funcionamiento de la caldera frente a posibles roturas, gasoil u obturaciones del circuito.
Cada caldera trabaja a una presión determinada. Generalmente, entre 0.8 y 1.2 kg/cm2.
• Regulador/limitador de temperatura
Te permite seleccionar la temperatura de las calderas gasoil y regularla en función de
tus necesidades.
Estos tres elementos normalmente están situados en la consola principal de la caldera para facilitar su manejo y utilización.
• Vaso de expansión
Dispositivo encargado de soportar las variaciones de presión producidas por el aumento de la temperatura, protege el circuito de roturas o fisuras por sobrepresión.
Se suele instalar en la parte posterior de la caldera, de forma que esté accesible para realizar el mantenimiento.
• Válvula de seguridad por sobrepresión
Mecanismo que permite la descarga de agua siempre que la presión sea superior a la de trabajo de la caldera.
Algunas calderas vienen taradas a un máximo de 3 kg/cm2. Si por cualquier causa la presión del circuito de tu calefacción supera este máximo, u otro establecido por el fabricante, la válvula se encargará de expulsar la suficiente cantidad de agua y garantizar una presión de trabajo adecuada.
Es recomendable incluir un sistema de evacuación mediante tuberías o canalizaciones adecuadas en un lugar visible.

El gasoil es un combustible líquido derivado del petróleo que, frente a otros combustibles tradicionales, reduce las emisiones contaminantes y mejora el rendimiento de los aparatos de calefacción.
Al ser inflamable, su uso y almacenaje se controla por una estricta normativa. De acuerdo con ella, cualquier instalación de elementos que utilicen gasoiloil como combustible, debe acompañarse de un proyecto y permiso del Ministerio de Industria.
A T E N C I Ó N
A continuación te describimos los dos tipos de calderas que puedes encontrar. La principal diferencia entre ellas se basa en la entrada de aire y la expulsión de los gasoiles.
2
Tipos de calderas de gasoiloil y chimeneas
• Calderas abiertas o de tiro natural

Toman el aire necesario para la combustión del propio local donde están instaladas y expulsan los gasoiles al exterior por un tubo de evacuación que aprovecha el efecto chimenea (tiro natural).
Por motivos de seguridad, es muy importante garantizar el tiro de la chimenea para evitar el retroceso de los humos hacia la propia caldera y, por tanto, al interior de la vivienda.
No se puede cubrir con ningún objeto y, además, hay que respetar unas medidas mínimas de perímetro libre de objetos alrededor de la caldera. Este tipo de calderas están más bien pensadas, hoy día, para su
instalación en casetas exteriores o en lugares donde no se desarrollen actividades.
Disponen de un ventilador que recoge del exterior el aire que utilizan para la combustión y envía los gasoiles de combustión al exterior. La circulación del aire y de los gasoiles se canaliza a través de dos conductos aislados, uno de aspiración y otro de expulsión, que suelen ser concéntricos y que
se encuentran en la misma chimenea. Estas chimeneas son especiales y deben contar conun retorno independiente.
• Calderas gasoil estancas
5
Estas calderas gasoil ofrecen mayor seguridad, puesto que el circuito de combustión no tiene comunicación alguna con la atmósfera del local donde están instaladas. Debido a ello, las calderas estancas no tienen limitaciones de ubicación y se pueden tapar u ocultar.
Sea cual sea el tipo de caldera que elijas, la instalación la debe realizar un instalador autorizado, que disponga de carné de instalador y que firme el boletín de la caldera.
A T E N C I Ó N
• Chimeneas de las calderas gasoil
En ambos tipos de calderas gasoil, la salida de humos debe acometerse de tal forma que garantice un tiro ininterrumpido. Así, por ejemplo, en una vivienda independiente la salida de humos tiene que superar el punto más alto del tejado.
Para las calderas gasoil estanca es necesario instalar una chimenea especial con retorno. En el resto de las calderas gasoil, conviene seleccionar una chimenea de acero inoxidable de doble pared, que permite un mejor aislamiento y evita las condensaciones. Estas condensaciones son muy corrosivas y dificultan el tiro, lo que provoca además una pérdida de eficacia en el funcionamiento de la caldera.
La pieza de arranque de la chimenea debe ser una “T” con una tapa inferior. De esta forma, la chimenea se
puede deshollinar quitando la tapa sin peligro de obstruir los quemadores de la caldera al hacerlo.
La pieza de remate de la chimenea es una corona que evita la entrada de agua. Si quieres conocer el paso a paso de la instalación de estas chimeneas, consulta la ficha proyecto “Instalar estufas e inserts”.
Para la instalación del depósito debes tener en cuenta dos aspectos: su calidad y capacidad y, una vez que determines su tamaño, el lugar en el que lo vas a instalar.

3 Tipos de depósitos y lugarde instalación

Lo que diferencia a los distintos depósitos para gasoil es el material en el que están fabricados y que dispongan o no de doble pared.
Todos deben llevar una tubería de ventilación de un mínimo de 25 mm, siempre que la capacidad del depósito sea menor de 3.000 litros. La normativa permite su instalación tanto en exterior como en interior.
A la hora de adquirirlo es importante que elijas siempre uno homologado ya que, de lo contrario, tienes que tramitar su homologación. Si el depósito no es de doble pared, debes comprar también un cubeto, que es una especie de balsa que lo rodea y que sirve para paliar los efectos de una rotura accidental deldepósito. Este cubeto también puedes construirlo de obra aplicándole un aislamiento especial para hidrocarburos.
Estos son los materiales más habituales en los que están fabricados los depósitos:
A. TIPOS DE DEPÓSITOS

• Chapa de acero
De pared simple o doble, son muy resistentes pero pesan mucho y son poco manejables. Se pueden adquirir bajo pedido en medidas especiales.
Los depósitos fabricados con este material ofrecen resistencia y rigidez. Su ligereza y economía hace que sean los más solicitados. Se fabrican en varias medidas estándar.
• Polietileno de alta densidad (HDPE)
• Plástico reforzado con fibra de vidrio
O con otros materiales que garantizan su estanqueidad.

Por lo que respecta a su conexión con la caldera gasoil, la tubería debe ser de fundición dúctil: acero, cobre, plástico u otros materiales adecuados para la conducción de productos derivados del petróleo.
Especifica cuando la compres que es para ese fin.
Instalar el depósito en el exterior supone aprovechar mejor el espacio en casa y proporcionarle un lugar suficientemente ventilado. Si además colocas un depósito de gran capacidad, ganas en comodidad
porque tendrás que rellenarlo con menos frecuencia.
Existe la posibilidad de enterrar el depósito, pero en ese caso se deben establecer sistemas de detección de fugasoil.
Si el depósito dispone de patas, puedes apoyarlo directamente sobre el terreno siempre que éste sea firme. En el caso de que el depósito no tenga patas o, aún teniéndolas, el suelo no sea firme, tendrás que construir una bancada de hormigón donde asentarlo debidamente nivelado. Encontrarás los detalles para la construcción de esta bancada en la ficha proyecto “Instalar barbacoas”.
Como norma general, la distancia entre el depósito y cualquier pared o muro no debe ser inferior a 0,50 m. De esta forma podrás acceder sin ningún problema a cualquier punto del depósito de las calderas de gasoil.

.
B. INSTALACIÓN EN EL EXTERIOR
Cuando instales el depósito, asegúrate de que queda perfectamente protegido contra una rotura accidental. Así, por ejemplo, si van a pasar vehículos junto a él construye un murete de protección.

Si utilizas tubería de cobre, está establecido que sea de 1 mm de espesor como mínimo. Las conexiones se realizan con los acoples correspondientes al material que estés utilizando. Si utilizas acoples rápidos tienes que comprarlos sin juntas tóricas de goma (ver ficha proyecto “Cómo montar conducciones de agua sin soldadura”).
Si entierras las tuberías en lugares de paso debes hacerlo de manera que aguanten cargas. Para ello, sitúa sobre ellas una capa de hormigón acorde con el tipo de tránsito que tenga la zona.
Asegúrate de aislar correctamente las tuberías tanto de la humedad como de las variaciones de temperatura. Si las entierras, protégelas y pon señalizadores por encima de su nivel para localizarlas fácilmente en caso de excavación. No olvides probar su estanqueidad antes de cubrirlas.
Procura que las tuberías tengan el menor número de conexiones en su recorrido pues, a mayor número de uniones, más posibilidades hay de fuga de combustible.

La instalación en el interior no se diferencia demasiado de la del exterior. También aquí es necesario que el depósito se asiente sobre una base estable y correctamente nivelada. Si el depósito no dispone de doble pared, tienes que dotarlo de un cubeto, o recipiente exterior de recogida, para evitar el riesgo de filtración en caso de derrame. Este recipiente estará constituido por una bandeja de un 10% de la capacidad del depósito, si ésta es inferior a 1.000 litros, o de un cubeto con el 100% de su capacidad si fuera más grande. Si el cubeto está realizado en cualquier material poroso debes aplicarle un impermeabilizante resistente a los hidrocarburos. La distancia mínima entre el depósito y cualquier pared debe ser de 0.50 m.
Así, podrás acceder sin ningún problema a cualquier parte del mismo.
El depósito se puede instalar junto a las calderas gasoil, siempre que se respete 1 m de separación. Si la distancia tiene que ser menor (pero nunca por debajo de 0,50 m) se puede solucionar construyendo una separación con un murete de obra enfoscado por ambas caras del depósito de calderas gasoil.

Las conexiones con la caldera se realizan de la misma manera que cuando se instala el depósito en el aexterior. Si la capacidad del depósito supera los 3.000 litros, el llenado se efectúa mediante un acople rápido macho-hembra que garantice una trasferencia de combustible estanca y segura.
En depósitos de menor capacidad, esta operación puede realizarse a través de una boca de llenado en la que se introduce la manguera de la cisterna de gasoiloil. Recuerda que el distribuidor de gasoil
comprobará que dispones de la certificación del Ministerio de Industria cada vez que acuda a tu domicilio para rellenar el depósito.
En cuanto al mantenimiento del depósito, se recomienda limpiarlo cuando los sedimentos alcancen una altura de 5 cm o, en su defecto, cada cinco años. También es importante vigilar si se produce algún goteo de gasoil, pues puede indicar que existe una fisura.

D. CARGA Y MANTENIMIENTO
4
Mantenimiento básico de calderas gasoil
Es imprescindible que el propio servicio técnico realice un mantenimiento anual de la caldera. Esto repercute directamente tanto en la seguridad como en el gasoilto de energía, ya que una caldera con los quemadores sucios puede llegar a consumir el doble de combustible. Este mantenimiento contempla, además de la limpieza de los quemadores, la verificación de los sistemas de calderas gasoil. Otros aspectos que debes cuidar:
- Limpia el depósito de las calderas gasoil una vez cada cinco años o cuando la capa de sedimentos sea mayor de 5 cm.
- Vigila que las uniones de la salida de humos no presenten manchas de hollín. Esto indicaría que hay una fuga.
- Verifica periódicamente la presión de las calderas gasoil. De esta forma controlas la cantidad de agua que tiene el circuito de la calefacción.
Purga todos los radiadores hasta obtener una lectura correcta de la presión.
- En las calderas con filtro de aspiración, es recomendable que limpies este filtro cada 6 meses.
- Comprueba el funcionamiento de la válvula de seguridad para que expulse agua y arrastre los sedimentos que puedan taponarla.

 

 

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Barrio de Salamanca, Vallecas, Villaverde, Arganzuela, Barrio del Pilar, Hortaleza, Fuencarral, Canillas, Canillejas, Moncloa, Argüelles, Plaza de España, Chamberi, Chamartin, Pinar de Chamartin, Manoteras, Plaza de Castilla, Useras, Puerta de Hierro, La Coma, San Blas, Las Rosas, Barrio del Lucero, Campamento, Aluche, Ciudad de los Periodistas, Puente de los Franceses, Vicalvaro, Alameda de Osuna, Barajas, San Chinarro, Las Tablas de Valdebebas, Lavapies, Ventas, Latina, Retiro, Cuzco, Prosperidad, Aravaca, Adelfas, Chueca, Barrio de las Letras, Barrio de Bilbao, Barrio de Buenavista, Mirasierra, Ciudad Pegaso, Ciudad Universitaria, Comillas, El Plantio, Pozo del Tio Raimundo, Entrevias, Barrio de la Estrella, La Elipa, Malasaña, Mingorubio, Montecarmelo, Opañel, Niño Jesus, Orcasitas, Pacifico, Pavones, Peñagrande, Pueblo Nuevo, Santa Eugenia, Tres Olivos, Vista Alegre.

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octubre 22, 2009

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Quemadores

NDICE

1.- INTRODUCCION
2.- QUEMADORES ATMOSFERICOS
3.- QUEMADORES MECANICOS
BIBLIOGRAFIA

QUEMADORES
1.- INTRODUCCION
Los quemadores son los equipos donde se realiza la combustión, por tanto deben contener los tres
vértices del triángulo de combustión, es decir que deben lograr la mezcla íntima del combustible con el
aire y además proporcionar la energía de activación.
En este apartado se describen los quemadores para combustibles líquidos y gaseosos, ya que los
combustibles sólidos se queman sobre parrilla, o requieren un tratamiento previo del combustible, unido
a quemadores de diseños especiales.
Por la forma en que toman el aire de combustión se distinguen dos tipos de quemadores:
- Quemadores atmosféricos.
- Quemadores mecánicos.
2.- QUEMADORES ATMOSFERICOS
Unicamente se emplean para combustibles gaseosos.
Una parte del aire necesario para la combustión (Aire Primario) se induce en el propio quemador
por el chorro de gas salido de un inyector (efecto Venturi); el aire restante (Aire Secundario) se obtiene
por difusión del aire ambiente alrededor de la llama. En este tipo de quemadores se tienen
combustiones con altos índices de exceso de aire.
La principal ventaja de este sistema es su simplicidad y bajo coste. Aunque se pueden fabricar
para potencias unitarias altas (unos 1.200 kW), los empleados habitualmente en climatización no
superan los 300 kW.
Figura 1: Esquema de funcionamiento de un quemador atmosférico (SEDIGAS)
QUEMADORES Página 4
La energía de activación se logra mediante llama piloto, que debe estar permanentemente
encendida, o con encendidos automáticos (electrónicos, tren de chispas, etc). La regulación del gas se
obtiene por variación de la presión en el inyector (abriendo y cerrando progresivamente la válvula de
gas); esto permite que el quemador pueda ser modulante con relativa facilidad.
La regulación del aire (con gas a presión constante) se puede conseguir:
- Variando la sección de entrada de aire, por obturación de los orificios por donde entra, mediante
discos roscados, anillo móvil o capuchón deslizante.
- Por deslizamiento de la boquilla del inyector respecto del Venturi.
Lo más habitual es que únicamente se module la válvula de gas, dejando en una posición fija la
entrada de aire en la puesta en marcha.
Figura 2: Esquema de regulación de quemadores atmosféricos,
Caldera HYDROTHERM MULTITEMP S
Gama de Potencias: 86 a 454 kW
QUEMADORES Página 5
3.- QUEMADORES MECANICOS
También se denominan como Quemadores a Sobrepresión; el aire de combustión es introducido
mediante un ventilador, existen diversos sistemas para lograr la mezcla del aire con el combustible.
En el caso de gas, el combustible se introduce mediante los inyectores, aprovechando la propia
presión de suministro. En los combustibles líquidos se utilizan diversos sistemas para su pulverización,
de modo que es creen microgotas de combustible que facilitan su mezcla con el aire. El tipo más
extendido es el de pulverización mecánica.
Estos quemadores se fabrican desde pequeñas hasta muy altas potencias. La combustión puede
ajustarse actuando sobre el gasto de combustible, sobre la cantidad de aire a impulsar y sobre los
elementos que producen la mezcla; por lo que es posible obtener rendimientos de combustión muy
altos.
Por el número de escalones de potencia que producen, se distinguen los siguientes tipos de
quemadores:
* DE UNA MARCHA
Son quemadores que sólo pueden funcionar con la potencia a la que hayan sido regulados, son
quemadores de pequeña potencia.
* DE VARIAS MARCHAS
Son quemadores con dos ó más escalones de potencia (habitualmente dos); es decir, que pueden
funcionar produciendo potencias distintas.
Deben disponer de los elementos necesarios para poder regular la admisión de aire y el gasto de
combustible, de modo que en cada escalón de potencia se obtenga el rendimiento de combustión más
alto posible.
Se utilizan para potencias intermedias o altas.
* MODULANTES
Estos quemadores ajustan continuamente la relación Aire – Combustible, de manera que pueden
trabajar con rendimientos elevados en una amplia gama de potencias; adecuándose de manera
continua a las necesidades de producción.
En la ITE 02.6.2. se da la siguiente tabla en la cual se indica en número de marchas de los
quemadores en función de la potencia de los generadores.
Potencia del generador de calor (kW) Tipo de regulación del quemador
P < 100 una marcha (todo-nada)
100 < P < 800 dos marchas (todo-poco-nada)
800 < P Modulante
QUEMADORES Página 6
Figura 3: Quemador Mecánico de gasóleo
Marca MONARCH-WEISHAUPT, modelo WL 10 y 20.
Gama de Potencias: 16,5 a 120 kW.
Figura 4: Quemador Mecánico Policombustible Modulante.
Marca MONARCH-WEISHAUPT, modelo RGL tamaños 5 a 11.
Gama de Potencias: 175 a 5.100 kW.
QUEMADORES Página 7
BIBLIOGRAFIA
- MANUAL DEL GAS Y SUS APLICACIONES.
SEDIGAS. 1.991.
- LA COMBUSTION DEL GAS NATURAL EN LAS CALDERAS DE VAPOR.
Virgilio Martínez Lombardo.
ENAGAS 1.990.
- MANUAL DE MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES DE CALEFACCION Y AGUA
CALIENTE SANITARIA.
CAMPSA.
- CATALOGOS MARCAS COMERCIALES

 

 

La combustión

1- COMBUSTIÓN

Combustión: Definición
La combustión (quemado) consiste en una reacción química de oxidación en la unoselementos combustibles, principalmente carbono (C), hidrógeno (H), y azufre (S), se combinan con oxígeno. La reacción se verifica con un gran desprendimiento de energía, en forma de calor y luz. A continuación se presentan las reacciones principales que se producen en el quemado de un combustible, apareciendo reflejados reactantes y productos, además del calor desprendido en la misma.
C + O2 → CO2 + 32840 kJ / kg. de Carbono.
2 C + O2 → 2 CO + 9290 kJ / kg. de Carbono ( combustión parcial )
2 H2 + O2 → 2H2O + 119440 kJ / kg. de Hidrógeno.
S + O2 → SO2 + 9290 kJ / kg. de Azufre
Como podemos ver los productos principales de la combustión son el dióxido de carbono (CO2) y el agua (H2O).
Combustibles
La reacción de combustión como hemos visto requiere de la presencia de unos elementos combustibles (C, H, S, …) que reaccionen con el oxígeno, que será denominado elemento comburente.
Se denominará combustible a toda aquella sustancia que por su composición haga posible la combustión de la misma, verificándose un desprendimiento de energía.
La práctica totalidad de los combustibles usados hoy en día industrialmente son del tipo orgánico, donde el Carbono e Hidrógeno son los elementos predominantes en su composición.
Los combustibles se clasifican en función del estado físico que presentan habitualmente.
La razón de esta clasificación se debe a que las técnicas y equipos a utilizar en la combustión dependerán del estado físico del combustible.
COMBUSTIÓN

2- CLASIFICACION DE LOS COMBUSTIBLES INDUSTRIALES

Madera y residuos
Naturales Turbas
Sólidos Carbón Lignitos
Artificiales Hullas
Antracita
Alcoholes
Naturales
(fermentación e
hidrólosis).
Artificiales
Líquidos Residuales Por ejemplo, legías negras.
Derivados del petróleo Gasóleos
Fuelóleos
Residuales Fuel-gas
Gas natural Diferentes familias
Gases líquidos del petróleo
(GLP) Propano y butanos
Gas de horno alto
Gaseosos Gas de coquería
Gas pobre
Artificiales o elaborados Gas de agua
GNS
Gases de gasógeno
Gas ciudad
Biogas

En los hornos y calderas industriales se pueden utilizar un amplio abanico de combustibles líquidos y gaseosos. Los combustibles líquidos van desde hidrocarburos ligeros hasta corrientes de residuos pesados de la torre de vacío. Los combustibles gaseosos contienen un mezcla de componentes que pueden ir desde el hidrógeno hasta el butano.
La mayoría de los quemadores utilizados en plantas industriales son del tipo combinado, quemando simultáneamente gas y fuel-oil, pudiendo trabajar también alimentado con un sólo combustible.

3- COMBUSTIÓN

Mecanismo de la combustión
El mecanismo de combustión varía según el tipo de combustible que se desee quemar.Así podremos distinguir entre combustión homogénea en la que el combustible a quemar es gaseoso, y combustión heterogénea en el caso de combustibles sólidos y líquidos.
En la combustión homogénea, la reacción química comienza tan pronto como la mezcla de combustible y aire tiene lugar. La mezcla del combustible con el aire se produce a consecuencia de la turbulencia que se induce en la corriente aire/gas a la salida del quemador y las diferencias de densidad entre la llama y los alrededores.
La combustión heterogénea necesita un mayor tiempo de ignición, requiriendo los combustibles líquido una atomización previa a la combustión.
Para comprender mejor el mecanismo de combustión heterogénea presentamos el caso de la combustión del fuel-oil.
La combustión del fuel-oil comienza por los componentes más ligeros que se vaporizan tan pronto como las gotas de combustible salen del atomizador y entran en la zona de combustión. El residuo pesado que queda sufre una pirólisis debido a la alta temperatura de la combustión causando la formación de humo. Un atomización insuficiente del fueloil resulta en un goteo de combustible que no se quema. El carbón residual o coque que queda tras la pirólisis es arrastrado al exterior en forma de partículas sólidas. Idealmente, la materia carbonosa debería quemarse completamente con objeto de reducir al mínimo posible las partículas sólidas arrastradas por los gases de combustión. En la práctica, en el caso de un horno de refinería las partículas sólidas arrastradas por los gases de combustión contienen habitualmente más de un 90% o más de material carbonoso.

4- COMBUSTIÓN

Aire de combustión
El Oxígeno necesario para la combustión, normalmente, es suministrado a través de una corriente de aire.
Para conseguir la combustión completa del combustible tenemos que garantizar que existe el suficiente Oxigeno para ello. Para conocer la cantidad de oxígeno necesario recurriremos a estudiar la estequiometría de las reacciones de combustión.
Por ejemplo, la reacción química que se produce en la combustión de un hidrocarburo simple como el metano se puede expresar como:
CH4 + 2 O2 ———- CO2 + 2 H2O
En la ecuación vemos que para quemar un mol de metano es necesario suministrar 2 moles de O2, o lo que es lo mismo para quemar un metro cúbico normal de metano necesitaremos dos metros cúbicos normales de Oxigeno.
A efectos prácticos consideraremos el aire compuesto, en volumen, por un 21% de Oxígeno y un 79 % de Nitrógeno (gas inerte que no contribuye a la combustión ). Por ello el volumen de aire a aportar al sistema es aproximadamente cinco veces el volumen de Oxígeno necesario.
Una operación de combustión como ésta se llamaría completa y perfecta. La operación sería completa porque todo el carbono se habría convertido en dióxido de carbono (CO2) y todo el hidrógeno en agua (H2O). También sería perfecta por haber cantidad suficiente de oxígeno para quemar todo el carbono y el hidrógeno sin que quedase oxígeno o aire.
Un ejemplo de combustión completa, pero no perfecta, sería la siguiente:
CH4 + 3 O2 ———- CO2 + 2 H2O + O2
Aquí tenemos más oxígeno del necesario, el horno trabaja con un exceso de aire. En la combustión es crítica la relación combustible-oxígeno (aire). Si esta relación es muy pequeña, el combustible será muy pobre para quemarse y si es excesivamente grande, la mezcla será excesivamente rica para arder. El límite de la relación combustible-oxígeno se llama límite de inflamabilidad del combustible.
Factores de los que depende una correcta combustión. En la práctica no nos interesará tener una combustión perfecta, sino tener la máxima eficiencia de la combustión posible.
En cualquier proceso de combustión se debe presentar atención a los siguientes tres puntos:
1. Hay que preparar el combustible para su combustión; si es líquido hay que atomizarlo
previamente.

5- COMBUSTIÓN

2. Hay que asociar el combustible y el aire en las proporciones adecuadas, en el momento y a la temperatura correctos para el encendido y la combustión.
3. Se debe procurar mantener una cantidad suficiente de calor en la zona de combustión,con el objeto de mantener una temperatura en el hogar que me permita una adecuada vaporización del combustible.
Los quemadores de gas sólo necesitan establecer la proporción de los volúmenes de aire y gas, y asegurar su íntima mezcla. Pero los quemadores de fuel-oil tienen que preparar el combustible fragmentándolo en pequeñas partículas para dejar expuesta la máxima superficie posible a fin de que el calor del horno lo convierta rápidamente en vapor.
Las operaciones de mezcla, encendido y combustión se producen en el pequeño intervalo de tiempo que emplean el combustible y el aire en trasladarse desde el quemador hasta la entrada a la chimenea. Este intervalo de tiempo depende de la distancia recorrida y de la velocidad y grado de turbulencia.
La turbulencia describe aquella condición en que el combustible y el aire giran en remolinos siguiendo vías irregulares desde el quemador hasta la entrada de la chimenea.
Es deseable una corriente turbulenta , porque la distancia total que recorre el vapor aumenta al seguir un camino irregular, con lo cual aumenta el tiempo disponible para la combustión.
Hemos resumido la combustión como dependiente de “tres T” : tiempo, temperatura y turbulencia.
Quemadores
Para poder utilizar el calor liberado en la combustión es necesario controlarlo. El quemador es un dispositivo mecánico diseñado para producir una llama estable, con una forma y tamaño predeterminados. Los combustibles líquidos se rompen en pequeñas gotas por medio de un atomizador. Fuel-oil y gas se introducen dentro de la corriente de aire de combustión para asegurar una buena mezcla y estabilizar la base de la llama.
La gama de combustibles, líquidos y gaseosos, que se queman en este tipo de elementos es tremendamente amplia. El diseño del quemador varía dependiendo de la clase de combustible a usar, ya que el tratamiento del mismo para conseguir una buena combustión es diferente. Así podemos establecer una distinción entre quemadores dependiendo del combustible de alimentación. Así tendremos quemadores de gas, quemadores de combustibles líquidos, y quemadores combinados, donde se queman conjuntamente combustibles gaseosos y líquidos. Existen muchos tipos de quemadores según su diseño variando desde un simple mechero bunsen hasta los quemadores gigantes de un horno de cemento. Por ello, deberemos seleccionar el tipo que más se adapte a nuestras necesidades.
En las plantas industriales se utilizan principalmente dos tipos de quemadores: el de tiro
natural, y el de tiro forzado.

6- COMBUSTIÓN

Existe abundante documentación sobre quemadores de tiro forzado, por lo que nos centramos en los de tiro natural.
Quemadores: Descripción
El quemador se dimensiona de acuerdo con el tiro disponible e invierte la presión de tiro disponible en inducir velocidad a la corriente de aire que circula por él. Debido al reducido valor de presión del tiro la velocidad adquirida por el aire de admisión será reducida, lo que implica que no exista un gran poder de mezcla al unirse la corriente de aire con el combustible. Esto se traduce en un mayor tiempo de combustión por lo que la llama será larga, y en un mayor exceso de aire para tener una combustión completa.
La ventaja de los quemadores de tiro natural es su reducido coste inicial de instalación. Los quemadores son relativamente baratos y no hay necesidad de ventiladores que impulsen el aire de combustión.
Elementos básicos de un quemador de tiro natural
Los componentes más importantes de un quemador de tiro natural son los siguientes:
1. Registro de aire (Air Register):. El aire de combustión entra en un mechero de tiro natural a través de unas aberturas regulables en área y que aseguran una distribución uniforme del aire en la mufla de refractario del mechero.
El área de apertura de los registros se utiliza para regular el caudal de aire de combustión que entra en el mechero. Algunos mecheros tienen dos conjuntos de áreas de regulación , para dar un control más ajustado de la cantidad de aire (registros primario y secundario).
2. Atomizador de combustible líquido (Oil Atomiser): En este elemento la masa de combustible líquido se rompe en pequeñas gotitas al actuar sobre él un chorro de vapor de agua. Ambos, vapor y combustible líquido pulverizado, se inyectarán en la corriente
de aire de combustión a través de la boquilla de la caña de fuel.
3. Mufla primaria (Primary Block): En la mayoría de mecheros de tiro natural existe una pieza cilíndrica alrededor de la punta del mechero cuyo objetivo es estabilizar la llama de éste. Entre un 15 % y un 20% del aire de combustión entra a través de esta pieza , la cual debe tener la forma interna adecuada para permitir la recirculación de aire y gotas de combustible hacia la raíz de la llama. Esto se usa normalmente en los mecheros que queman fuel-oil.
4. Cañas de Gas (Gas Guns): El gas se introduce en el horno a través de una serie de tubos verticales con multitud de pequeños agujeros por los que entra el aire de combustión. El número de agujeros es tal que permite una mezcla eficiente entre el aire de combustión y el gas.
5. Mufla de refractario (Refractory Quarl): Es una pieza de refractario de forma normalmente cilíndrica o cónica que se monta en el suelo del hogar. Su forma interna determina el tamaño de llama y juega un papel muy importante en proporcionar estabilidad a la llama del mechero.

7- COMBUSTIÓN

6. Piloto de Gas (Gas Pilot): El piloto de gas se añade al mechero para proporcionar una fuente de ignición en las puestas en marcha y como medida de seguridad durante la operación normal del horno. Tiene un aspecto parecido a los mecheros de gas, con la diferencia de que está diseñado para producir una llama más pequeña. Normalmente su funcionamiento se basa en que el flujo de gas provoca una pequeña succión de aire de combustión que pasa a través de los pequeños agujeros y provoca la combustión completa de la mezcla.
A continuación presentamos el esquema constructivo de diferentes quemadores de tiro natural.
Quemador de Gas de Tiro Natural

8- COMBUSTIÓN

Quemador Combinado de Tiro Natural
Quemador de combinado de Tiro Natural

9- COMBUSTIÓN

Quemadores de Fuel-Oil. Atomizador
Nota: Aunque existe una gran variedad de combustibles líquidos que pueden usarse para alimentar a los quemadores de un horno de proceso, el fuel-oil es quizá el más empleado, debido en parte a su reducido coste. Por esta circunstancia al estudiar los quemadores de combustible líquido nos referiremos a quemadores de fuel-oil, si bien lo explicado se puede extrapolar a otro tipo de combustible líquido, pudiendo variar las condiciones de operación debido a las características físicas del nuevo combustible. Como ya se ha dicho con anterioridad, para lograr una combustión eficiente y controlada de un fuel-oil es necesaria su atomización previa. Esto sólo ocurre con los combustibles líquidos, ya que los gaseosos se quemarán directamente. Debido a esta característica los quemadores de fuel-oil deberán ir dotados de un atomizador, elemento que no aparece
en un quemador de gas.
El diseño del atomizador dependerá del método utilizado para llevar a cabo la atomización del combustible. Según esto, distinguiremos tres tipos de atomizadores:
• Atomizador de chorro a presión. El combustible se atomiza a consecuencia únicamente de la alta presión a la que es expulsado por la boquilla de la caña.

10- COMBUSTIÓN

• Atomizador de retorno lateral. La atomización se consigue fragmentando la película de fuel-oil en gotas por fuerza centrifuga.
• Atomizador de dos fluidos. El combustible se atomiza usando un segundo fluido (vapor o aire) a alta presión para romper el petróleo en gotitas.
En la Refinería, la atomización del fuel-oil se realiza empleando atomizadores de dos fluidos, sirviendo como medio atomizador el vapor.

11-COMBUSTIÓN

El atomizador va alojado en el interior de la caña de fuel-oil, situada ésta en el cuello del quemador. Así el fuel-oil una vez atomizado pasa a través de la boquilla de la caña introduciendose a continuación en la corriente de aire de combustión, verificándose la mezcla con ésta previa a la combustión.
La calidad de la atomización depende del tamaño de gota alcanzado en el atomizado, y de la dispesión de este a la salida de la boquilla de la caña. La intensidad de la atomización producida, en un mismo atomizador, depende de la cantidad de fluido atomizador empleado y de la presión del mismo. Así, cuando por las características de la alimentación la atomización sea insuficiente se puede conseguir una mayor intensidad en esta aumentando el flujo de vapor al quemador.
A continuación se presenta el esquema de una caña de fuel-oil y su atomizador, en el que se emplea vapor como medio atomizador.

Orificio de gas – oil
Orificio de vapor
Cámara mezcladora
Ángulo de spray
Cono de llama de la boquilla
Núcleo de mezcla
Cubierta exterior
Tubería concéntrica
Vapor
J. Fuel-oil
COMBUSTIÓN
12
Cone tip
Outer tip
Core
Tubo interior
Tubo exterior
Atomising medium inlet bush
Manilla
Oil inlet bush
Filtro (opcional)
Junta
Los atomizadores de aire a presión, toman éste del aire de combustión, elevan su presión,
y lo usan como medio atomizante.
COMBUSTIÓN
13
Boquilla
Conductos de aire
Tubería de fuel-oil
Regulador de fuel oil
Entrada de fuel-oil i
Kug
Swirler
Entrada de aire

Quemadores de gas. Cañas de gas.
El gas para su combustión no requiere de ninguna preparación previa, tal y como ocurría con los combustibles líquidos.
La función de la caña de gas es dirigir la corriente de gas dentro de la corriente de aire, de forma que se consiga una buena mezcla gas/aire y se obtengan una estabilidad en la llama.
Una caña de gas consiste en una simple conducción en cuyo extremo final va adosada la boquilla de gas. La unión de esta a la caña puede ser bien roscada o embutida.
En la boquilla de gas se disponen los orificios de inyección del chorro de gas en la corriente de aire de combustión.
Normalmente un quemador de gas de varias cañas, siendo el número y disposicón de las mismas variable con el diseño.
El diseño de la boquilla de gas me determinará en gran medida la calidad e velocidad de la mezcla aire/gas que se verifica en el quemador. La localización, número y dirección de los chorros de gas salientes de la boquilla me determinaran el rendimiento del quemador.

14- COMBUSTIÓN

A continuación se presentan varios diseños de boquillas de gas.
Quemadores combinados
Los quemadores combinados consisten en una asociación de cañas fuel-oil y cañas gas para permitir la combustión combinada de ambos tipo de combustible. Con ellos se tiene una mayor flexibilidad de suministro de combustible al horno o caldera, al poder quemar
uno u otro, o los dos simultáneamente.
Quemador combinado. 1 boquilla Fuel-Oil central, 4 boquillas Fuel-Gas.

15- COMBUSTIÓN

Normalmente, en operación el caudal de fuel-oil quemado será constante, respondiendo a las variaciones de demanda de calor del horno variando la cantidad de gas en la alimentación del quemador.
Pilotos de gas

Cada quemador va dotado de al menos un piloto de gas para asegurar el encendido de la llama principal.
El piloto tiene su alimentación de gas independiente a la del quemador principal de forma que no se vea afectado por los posibles fallos que pudieran existir en la línea principal de alimentación de combustible al quemador. De este modo, se puede asegurar que una fluctuación repentina en el suministro de combustible al quemador que provoque la extinción instantánea de la llama, no afecte a la llama piloto, permitiendo el nuevo encendido de la llama. Piloto de inspiración interna Boquilla de retención del piloto

Entrada de Aire/Gas

16- COMBUSTIÓN

Alineamiento del quemador
En un quemador se esencial que todos los componentes del mismo estén colocados en una posición relativa correcta unos de otros y concéntricos respecto al eje central del quemador. De otra forma, la estabilidad de la llama y la eficacia de la combustión se verían afectadas.

 

 

 

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Calderas calefacción

 

Historia de las Calderas de Gas y la calefacción

No pudo ser sino Inglaterra, corazón industrial del mundo a finales del siglo XVII y comienzos del XVIII, la cuna de uno de los inventos más portentosos del hombre en cuanto a la obtención de energía: la caldera a vapor. El invento, tal vez rudimentario al comienzo, fue logrando avances en la medida que diferentes hombres de gran ingenio incorporaron nuevas ideas para ir haciéndolas cada vez más eficientes y seguras.

Así, pues, mientras el mundo, más allá de la pujanza industrializadora de los ingleses, demandaba recursos energéticos para su desarrollo, la caldera fue ganando espacios y llegó a transformarse en un equipo indispensable para cada proceso productivo.

La de la caldera ha sido una historia larga y de constantes avances tecnológicos. Este artículo habla de los pasos más importantes a partir de la fabricación de las primeras calderas calefacción pirotubulares.

Desde sus Comienzos
    
El principio de funcionamiento de las calderas calefacción pirotubulares consiste en el traspaso de calor desde el interior de los tubos hacia el agua de las calderas calefacción que los circunda. En las calderas calefacción pirotubulares existen numerosas combinaciones para la configuración de los tubos, determinadas por el número de “pasos” que el calor generado en el hogar o cámara de combustión atraviesa antes ser liberado al ambiente.

Es importante tener en cuenta el dimensionamiento de la cámara de combustión, puesto que de ello dependen las temperaturas de entrada de gases al primer paso de tubos. El exceso de temperatura ocasionará sobrecalentamiento del metal y grietas en la placa trasera de tubos.

Con el paso de los años se han mejorado y optimizado los diseños, disminuyendo así su tamaño y aumentando considerablemente su eficiencia.

calderas calefacción Tipo Lancashire

Las calderas calefacción tipo Lancashire fueron desarrolladas en 1844 por Sir William Fairbairn, a partir de lo que se conocía como caldera “Cornich” de un fogón o caldera “Trevithick’s”. Aún en estos días se puede ver algunas de estas calderas calefacción en pleno funcionamiento.

Su estructura está compuesta por un largo manto de acero, por lo general de 5 a 10 m. de largo, a través del cual pasan 2 tubos de gran diámetro llamados fogones. Parte de cada fogón era corrugado de manera de absorber la expansión de la caldera cuando se calentaba y para prevenir su colapso debido a la presión externa. Se instalaba una cámara de combustión a la entrada de cada fogón en lo que corresponde al frente de la caldera. La cámara de combustión podía ser diseñada para quemar gas, petróleo o carbón.

Los combustibles calientes pasan de la cámara de combustión a los fogones. Estos fogones se encuentran rodeados por agua en su exterior y el calor que se genera en la cámara de combustión es transferido al agua.

Las calderas calefacción eran instaladas en una fundación de ladrillo llamada “setting” o montura, la que fue diseñada con el propósito de mejorar la eficiencia térmica del equipo. Después de pasar por los fogones, los gases calientes son derivados bajo la caldera por un conducto de ladrillo, incluido en el “setting”, transfiriendo el calor al agua por la parte inferior del manto.

En el frente de las calderas calefacción el flujo de gases calientes era dividido en dos corrientes que pasaban hacia el fondo del equipo por los costados. Esto se conseguía mediante 2 conductos en los lados de las calderas calefacción, que formaban parte del Setting de ella. Estos 2 ductos se encuentran en el fondo de las calderas calefacción para dar paso a la chimenea.

Estos pasos, en las calderas calefacción tipo Lancashire, fueron concebidos en un intento por extraer la máxima cantidad de energía de los productos de combustión calientes, los que en diseños anteriores se liberaban a la atmósfera. Normalmente la corriente de gases pasaba por un economizador antes de entrar a la chimenea, el que calentaba el agua de las calderas calefacción mejorando su eficiencia térmica.

Durante mucho tiempo se fabricaron calderas calefacción de distintos tamaños. No obstante, la más pequeña de ellas medía aproximadamente 5,5 m. de largo por 2 m. de diámetro. La más grande era de aproximadamente 10 m. de largo por 3 m. de diámetro. La producción de vapor variaba desde 1.500 kg/h hasta aproximadamente 6.500 kg/h. Las calderas calefacción Lancashire podían trabajar a presiones de hasta 17 Barg.

Contenían un gran volumen de agua, lo que se traducía en una gran capacidad de almacenamiento de energía, con lo que podían responder fácilmente a demandas repentinas de vapor. El gran volumen de agua contenida significaba también que el control del nivel y de la calidad del agua no era tan crítico como en las calderas calefacción modernas.

Una de las desventajas de este tipo de calderas calefacción era que después de repetidos calentamientos y enfriamientos, las expansiones y contracciones se traducían en deterioro del la mampostería (setting). Esto generaba infiltraciones de aire parásito, que desequilibraba el tiro de las calderas calefacción, a la vez que disminuía su eficiencia.

La introducción de las calderas calefacción pirotubulares multitubos significó la eventual muerte de las calderas calefacción tipo Lancashire, pues éstas eran más pequeñas y más eficientes.

calderas calefacción Tipo Cochran

Fue la invención de Edward Comnton la que se transformaría en las famosas calderas calefacción Cochran. La principal novedad fue la introducción de tubos horizontales en un manto cilíndrico vertical por medio de placas tubulares bridadas. El diseño fue exhibido por primera vez en la exposición Real de Agricultura, en Bristol, el año 1878. El hecho que la caldera fuera vertical, se traducía en un pequeño tamaño con la eficiencia de las calderas calefacción tubulares. La caja de humo era parte de calderas calefacción, con la chimenea apernada a un lado.

Las calderas calefacción Cochran rápidamente ganaron reputación gracias a su gran confiabilidad, flexibilidad y gran calidad de fabricación. De hecho, muy pocos barcos a vapor en circulación en los inicios del siglo veinte no tenían calderas calefacción Cochran como caldera auxiliar a la caldera principal.

calderas calefacción Económica

Este diseño correspondió a una mejora de calderas calefacción Lancashire. Estaba constituida por un manto cilíndrico exterior, el que contaba en su interior con 2 fogones o tubos de gran diámetro donde se instalaban las cámaras de combustión.

Los productos de combustión calientes dejaban los fogones por el fondo de la caldera entrando a una de ladrillos refractarios (fondo seco), donde los productos de combustión eran derivados hacia una gran cantidad de tubos de pequeño diámetro instalados por sobre los fogones.

Estos tubos constituían una gran superficie de transferencia de calor. Los productos de combustión dejaban la caldera por el frente y a través de un ventilador de tiro inducido, para pasar luego a la chimenea.

Las calderas calefacción económica de 2 pasos tenía la mitad del tamaño de calderas calefacción tipo Lancashire y disponía de una eficiencia térmica varios puntos más alta. El rango de tamaño de las calderas calefacción Económicas era de aproximadamente 3 m. de largo y 1,7 m. de diámetro hasta aproximadamente 7 m. de largo y 4 m. de diámetro. La producción de vapor iba desde 1.000 kg/h hasta aproximadamente 15.000 kg/h.

Los Tubos “Sinuflo”

Hasta la invención y la patente de los famosos tubos Sinuflo, por Percy St. G. Kirke, las calderas calefacción de combustión de gas eran muy ineficientes. Tomando su nombre de su forma sinusoidal, el tubo sinuflo lo cambió todo, permitiendo que el gas caliente transfiriera en todo el largo del tubo la mayor parte del calor hacia el agua.

En 1934 las calderas calefacción Cochran alcanzaron un acuerdo con Kirke y lanzaron una línea de calderas calefacción horizontales recuperadoras  de calor. Fueron muy exitosas, ideales para generar vapor a partir de gases calientes residuales provenientes de los procesos de las industrias del gas y del acero.

La sobresaliente eficiencia térmica de los tubos Sinuflo, significó que más tarde fueran incorporados por todos los fabricantes de calderas calefacción en el mundo. Las calderas calefacción Económica de Cochran lanzada al mercado en 1940, incluía un ventilador de tiro inducido, una gran cámara de combustión y un excepcionalmente fácil acceso a su interior, marcando un hito en el diseño de calderas calefacción.

Las calderas calefacción Cochran Serie II

Para satisfacer la demanda de eficiencias más altas, equipos más compactos, automatización de la operación, requeridos durante las tareas de reconstrucción durante la post guerra en Inglaterra -tanto del Gobierno como de la industria- fue vital enfatizar los esfuerzos en las áreas de investigación y desarrollo. Como resultado de este esfuerzo, en 1959 se lanzaron al mercado las calderas calefacción verticales Cochran Serie II, diseñadas, especialmente, de acuerdo a los mencionados criterios.

Este diseño alcanzaba eficiencias térmicas de más de 80% (PCS) y una gran producción de vapor para su tamaño. Su operación podía ser completamente automática, operando tanto con combustibles líquidos como sólidos. La mayoría de ellas fue construida mediante uniones soldadas, método estándar a partir de 1960.

calderas calefacción Paquete

El concepto de la calderas calefacción Paquete data desde 1950, y corresponde a calderas calefacción completa con todos sus accesorios, quemador para la combustión de petróleo o gas, bombas de agua, controles automáticos todos montados como una unidad en una base compacta para transporte, ensamblada en fábrica.

La mejora en los materiales y en los procesos de fabricación se tradujo en que se podían instalar más tubos en cada unidad.

En los primeros años de desarrollo de las calderas calefacción, éstas eran equipos largos y requerían grandes superficies para su instalación.

Forzando los gases a cambiar de dirección para hacerlos pasar por tubos, se consiguió acortar las calderas calefacción, mejorando notablemente las tasas de transferencia de calor. Las calderas calefacción paquete multitubular moderna son el estado actual de este proceso evolutivo.

Estas calderas calefacción se clasifican de acuerdo al número de pasos; es decir, de acuerdo al número de veces que los productos de combustión calientes pasan a través de la caldera. El diseño más común corresponde a las calderas calefacción de tres pasos, siendo el primero de ellos la cámara de combustión y los dos siguientes los pasos a través de los tubos.

calderas calefacción de Llama Reversa

Este diseño es una variación del diseño convencional de calderas calefacción. La cámara de combustión tiene la forma de un dedal; el quemador está instalado en su extremo abierto normalmente por debajo del centro. La llama retorna sobre sí misma dentro de la cámara de combustión para volver hacia el frente de la caldera. Los tubos de humo rodean el dedal y permiten el paso de los productos de combustión calientes a la parte trasera de calderas calefacción y a la chimenea.

Cuando James Watt observo que se podría utilizar el vapor como un fuerza económica que remplazaría la fuerza animal y manual, se empezó a desarrollar la fabricación de calderas calefacción, hasta llegar a las que actualmente tienen mayor uso en las distintas industrias de nuestro país.

Las primeras calderas tenían el inconveniente que los gases calientes estaban en contacto solamente con su base, y en consecuencia se aprovechaba mal el calor del combustible. Debido a esto las instalaciones industriales fueron perfeccionándose, colocándose el hogar en el interior de la caldera y posteriormente se le introdujeron tubos, para aumentar la superficie de calefacción. Si por el interior de los tubos circulan gases o agua, se les clasifican en calderas calefacción (tubos de Humo) y calderas calefacción (Tubos de agua) .

calderas calefacción Igneotubulares o Pirotubulares:

Son aquellas en que los gases y humos provenientes de la combustión pasan por tubos que se encuentran sumergidos en el agua.

Ventajas:

Menor costo inicial debido a su simplicidad de diseño.

Mayor flexibilidad de operación

Menores exigencias de pureza en el agua de alimentación.

Inconvenientes:

Mayor tamaño y peso.

Mayor tiempo para subir presión y entrar en funcionamiento.

No son empleables para altas presiones

 

 

calderas calefacción Acuotubulares:

Son aquellas en que los gases y humos provenientes de la combustión rodean tubos por cuyo interior circula agua.

Ventajas:

Pueden ser puestas en marcha rápidamente.

Son pequeñas y eficientes.

Trabajan a 30 o mas atm.

Inconvenientes:

Mayor costo

Debe ser alimentadas con agua de gran pureza.

 

 

calefacción

Existen múltiples opciones y tipos de calderas calefacción a la hora de decidirse entre los tipos de calderas calefacción, antes de decidir, hay que analizar y tener en cuenta algunas cuestiones:
Eficiencia en instalaciones de calefacción y climatización
· Posibilidad de incluir sistemas de refrigeración y calderas calefacción por redes urbanas de distribución.
· La Disponibilidad del Combustible
· Posible acumulación estacional.
· Equipos de producción de calor y/o frío.
. Costes Directos e Indirectos: En general, las instalaciones colectivas proporcionan más ahorro energético que las individuales. Por su parte, siempre es aconsejable la elección de equipos de alto rendimiento, como por ejemplo las calderas calefacción de condensación, o sea, con recuperación de calor. En instalaciones de cierta envergadura es preciso plantear la posibilidad de incluir la técnica de la cogeneración.
· Regulación y control: Posibilidad de regulación y control individual.
· Aislamiento térmico de cañerías.
· La Necesidades Propias de la Vivienda y de sus Habitantes
· Mantenimiento
. Efectos Contaminantes
· La Zona Climática
Básicamente los siguientes son los tipos de calefacción:
Sistema tradicional de calefacción de Carbón y leña: es el sistema de calderas calefacción más antiguo y tradicional, aun utilizado en zonas rurales o pueblos alejados, su utilización implica cierto grado de riesgo y no existe una buena regulación para su control, además presenta otros inconvenientes como el almacenamiento y la limpieza de residuos, su precio oscila bastante; dentro de sus ventajas esta su fácil consecución e instalación.
Sistema de calefacción de caldera con radiadores de agua: Pueden ser individuales o colectivas. Las colectivas presentan varias ventajas:
- El rendimiento de las calderas calefacción grandes es mayor.
- Los contadores permiten adaptar las necesidades a cada vivienda y que cada vecino pague sólo lo que consume.
- El combustible es más barato al comprar colectivamente grandes cantidades.
- El coste de la instalación total es inferior.
calefacción por energía eléctrica: puede utilizarse tanto de forma individual como en una instalación centralizada. También sirve como combustible complementario, con procedencia de otras energías alternativas. En la actualidad este sistema ya no estan costoso, ya que existen las tarifas nocturnas.
Si se elige un sistema de bomba de calor, puede ser mixto y funcionar como calentador en invierno y aire acondicionado en verano. Una de sus ventajas radica en que según el aparato que se utilice puede ser portátil y el mantenimiento que precisa es poco además de no requerir instalaciones complicadas. Es confortable, se puede programar y automatizar con sencillez y su rendimiento es elevado. También es una energía limpia y segura.
calefacción por suelo radiante: Se trata de tubos colocados en el suelo de la vivienda. Su principal ventaja es el ahorro, ya que basta calentar el agua a unos 40 grados para que el sistema funcione. Su desventaja es que tarda mucho tiempo en calentar la casa a la temperatura deseada. El sistema consiste en la instalación en el forjado del hormigón de cables, tubos, láminas o paneles calefactores, que desprenden calor a la vivienda sin ser visibles, por lo tanto no ocupan espacio y están preinstalados en la vivienda. Pueden ser calentados por la electricidad por paneles solares.
calefacción por Gas: ocupa un puesto predominante entre los combustibles más empleados en la actualidad. El gas natural es limpio, no contamina y es eficaz. Además, su coste de instalación queda rápidamente amortizado por el ahorro que ofrece. Se caracteriza por ser un combustible cómodo pues el usuario no debe preocuparse ni de su aprovicionamiento, almacenamiento, ni de su distribución. Una vez instalado, puede ser utilizado tanto como calderas calefacción, como para la producción de agua caliente y para la cocina. La calefacción mediante gas natural permite una fácil regulación del calor en cada estancia.
Calderas calefacción por gas propano: puede presentar varias modalidades para su almacenamiento. Se puede almacenar en recipientes pequeños (en lugares aireados como terrazas o balcones) o en depósito fijo, ya sea individual o colectivo y centralizado. Su potencia calorífera es superior al gas natural. Su costo resulta algo inferior al gas natural, siempre dependiendo del tipo de instalación y almacenamiento.
calefacción por gasóleo C: es el más económico de los combustibles presentes en el mercado pero de alto riesgo debido a los cuidados en su almacenamiento y combustión por los gases generados.

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Historia del Gas Natural

ELos primeros descubrimientos de yacimientos de gas natural fueron hechos en Irán entre los años 6000 y 2000 A.C. Estos yacimientos de gas, probablemente encendidos por primera vez mediante algún relámpago, sirvieron para alimentar los “fuegos eternos” de los adoradores del fuego de la antigua Persia.
También se menciona el uso del gas natural en China hacia el 900 A.C. Precisamente en China se reporta la perforación del primer pozo conocido de gas natural de 150 metros de profundidad en el 211 A.C. Los chinos perforaban sus pozos con varas de bambú y primitivas brocas de percusión, con el propósito expreso de buscar gas en yacimientos de caliza. Quemaban el gas para secar las rocas de sal que encontraban entre las capas de caliza.
El gas natural era desconocido en Europa hasta su descubrimiento en Inglaterra en 1659, e incluso entonces, no se masificó su utilización. La primera utilización de gas natural en Norteamérica se realizó desde un pozo poco profundo en la localidad de Fredonia, estado de Nueva York, en 1821. El gas era distribuido a los consumidores a través de una cañería de plomo de diámetro pequeño, para cocinar e iluminarse.

A lo largo del siglo 19, el uso del gas natural permaneció localizado porque no había forma de transportar grandes cantidades de gas a través de largas distancias, razón por la que el gas natural se mantuvo desplazado del desarrollo industrial por el carbón y el petróleo.
Un importante avance en la tecnología del transporte del gas natural ocurrió en 1890, con la invención de las uniones a prueba de filtraciones. Sin embargo, como los materiales y técnicas de construcción permanecían difíciles de manejar, no se podía llegar con gas natural más allá de 160 kilómetros de su fuente. Por tal razón, la mayor parte del gas natural asociado se quemaba en antorchas y el gas no asociado se dejaba en la tierra.

El transporte de gas natural por largas distancias se hizo practicable a fines de la segunda década del siglo 20 por un mayor avance de la tecnología de cañerías. En Estados Unidos entre 1927 y 1931 se construyeron más de 10 grandes sistemas de transmisión de gas. Cada uno de estos sistemas se construyó con cañerías de unos 51 centímetros de diámetro y en distancias de más de 320 kilómetros. Después de la Segunda Guerra Mundial se construyeron más sistemas de mayores longitudes y diámetros. Se hizo posible la construcción de cañerías de 142 centímetros de diámetro.

A principios de la séptima década del siglo veinte tuvo su origen en Rusia la cañería de gas más larga. La red de Northern Lights, de 5470 kilómetros de longitud, cruza los Montes Urales y unos 700 ríos y arroyos, uniendo Europa Oriental con los campos de gas de Siberia del Oeste en el círculo Ártico. Otra red de gas, más corta, pero de gran dificultad de ingeniería, es la que se extiende desde Argelia, a través del Mar Mediterráneo hasta Sicilia. El mar tiene más de 600 metros de profundidad en algunos tramos de la ruta

 El gas natural es la fuente de energía fósil que ha conocido el mayor avance desde los años 70 y representa actualmente la quinta parte del consumo energético mundial.

Gracias a sus ventajas económicas y ecológicas, el gas natural resulta cada día más atractivo para muchos países. Las características de este producto, como por ejemplo su reducido intervalo de combustión, hacen de esta fuente de energía una de las más seguras del momento. En la actualidad, el gas natural, es la segunda fuente de energía de mayor utilización después del petróleo. Según EIA, departamento norteamericano de la energía, la participación del gas natural en la producción energética mundial era del 23% en 1999 y las perspectivas de desarrollo de la demanda son excelentes. El gas natural es considerado como el combustible fósil de este siglo, como lo fue el petróleo durante el siglo pasado y el carbón hace dos siglos.

El gas natural presenta una ventaja competitiva frente las otras fuentes de energía pues, solamente alrededor del 10% del gas natural producido se pierde antes de llegar al consumidor final. Además los avances tecnológicos mejoran constantemente la eficacia de las técnicas de extracción, de transporte y de almacenamiento así como el rendimiento energético de los equipos que funcionan con gas natural.

El gas natural es considerado como uno de los combustible fósiles más limpios y respetuosos con el medio ambiente. Su ventaja comparativa en materia ambiental en comparación con el carbón o con el petróleo reside en el hecho de que las emisiones de dióxido de azufre son ínfimas y que los niveles de óxido nitroso y de dióxido de carbono son menores. Una mayor utilización de esta fuente de energía permitiría particularmente limitar los impactos negativos sobre el medio ambiente tales como: la lluvia ácida, la deterioración de la capa de ozono o los gases con efecto de invernadero.

El gas natural es igualmente una fuente de energía muy segura tanto en lo que concierne su transporte y su almacenamiento como su utilización.

Aunque las reservas de gas natural sean limitadas y que se trate de una energía no renovable, las reservas explotables son numerosas en el mundo entero y aumentan al mismo tiempo que se descubren nuevas técnicas de exploración y de extracción, permitiendo una perforación más amplia y profunda.

El nivel de las inversiones dedicadas a la industria del gas natural prueba la importancia creciente de este producto. Este sector muestra un dinamismo importante a principios de este nuevo milenio. Una demanda y un nivel de precios en aumento condujeron, en un pasado reciente, a emprender nuevos proyectos de expansión y de exploración. Fue así como se desarrollaron y se planificaron proyectos de construcción de nuevos gasoductos a través del mundo. Además, los gobiernos incluyen progresivamente al gas natural en el orden del día de su política energética, principalmente a través del seguimiento de políticas de liberalización del mercado (en particular después de las crisis petroleras de los años 70). Cada vez más, los usuarios finales muestran una preferencia por el gas natural por su limpieza, su seguridad, su fiabilidad y su interés económico. El gas natural se puede utilizar para la calefacción, la refrigeración (cooling) y varias otras aplicaciones de tipo industrial. Al mismo tiempo, tiende a convertirse en el combustible preferido para la producción de electricidad.

El descubrimiento del gas natural data de la antigüedad en el Medio Oriente. Hace miles de años, se pudo comprobar que existían fugas de gas natural que prendian fuego cuando se encendían, dando lugar a las llamadas “fuentes ardientes”. En Persia, Grecia o la India, de levantaron templos para prácticas religiosas alrededor de estas “llamas eternas”. Sin embargo, estas civilizaciones no reconocieron inmediatamente la importancia de su descubrimiento. Fue en China, alrededor del año 900 antes de nuestra era, donde se comprendió la importancia de este producto. Los chinos perforaron el primer pozo de gas natural que se conoce en el año 211 antes de nuestra era.

En Europa no se conoció el gas natural hasta que fue descubierto en Gran Bretaña en 1659, aunque no se empezó a comercializar hasta 1790. En 1821, los habitantes de Fredonia (Estados Unidos) observaron burbujas de gas que remontaban hasta la superficie en un arroyo. William Hart, considerado como el “padre del gas natural”, excavó el primer pozo norteamericano de gas natural.

Durante el siglo XIX el gas natural fue casi exclusivamente utilizado como fuente de luz. Su consumo permaneció muy localizado por la falta de infraestructuras de transporte que dificultaban el traslado de grandes cantidades de gas natural a grandes distancias. En 1890, se produjo un importante cambio con la invención de las juntas a prueba de fugas en los gasoductos. No obstante, las técnicas existentes no permitieron transportar el gas natural a más de 160 kilómetros de distancia por lo que el producto se quemaba o se dejaba en el mismo lugar. El transporte del gas natural a grandes distancias se generalizó en el transcurso de los años veinte, gracias a las mejoras tecnológicas aportadas a los gasoductos. Después de la segunda guerra mundial, el uso del gas natural creció rápidamente como consecuencia del desarrollo de las redes de gasoductos y de los sistemas de almacenamiento.

En los primeros tiempos de la exploración del petróleo, el gas natural era frecuentemente considerado como un subproducto sin interés que impedía el trabajo de los obreros forzados a parar de trabajar para dejar escapar el gas natural descubierto en el momento de la perforacion. Hoy en día, en particular a partir de las crisis petroleras de los años 70, el gas natural se ha convertido en una importante fuente de energía en el mundo.

Durante muchos años, la industria del gas natural estuvo fuertemente regulada debido a que era considerada como un monopolio de Estado. En el transcurso de los últimos 30 años, se ha producido un movimiento hacia una mayor liberalización de los mercados del gas natural y una fuerte desregulación de los precios de este producto. Esta tendencia tuvo como consecuencia la apertura del mercado a una mayor competencia y la aparición de una industria de gas natural mucho más dinámica e innovadora. Además, gracias a numerosos avances tecnológicos se facilitó el descubrimiento, la extracción y el transporte de gas natural hasta los consumidores. Estas innovaciones permitieron también mejorar las aplicaciones existentes así como creas nuevas aplicaciones. El gas natural es cada vez más utilizado para la producción de electricidad.

El gas natural es incoloro, inodoro, insípido, sin forma particular y más ligero que el aire. Se presenta en su forma gaseosa por debajo de los -161ºC. Por razones de seguridad, se le añade mercaptan, un agente químico que le da un olor a huevo podrido, con el propósito de detectar una posible fuga de gas.

El gas natural es una mezcla de hidrocarburos ligeros compuesto principalmente de metano, etano, propano, butanos y pentanos. Otros componentes tales como el CO2, el helio, el sulfuro de hidrógeno y el nitrógeno se encuentran también en el gas natural. La composición del gas natural nunca es constante, sin embargo, se puede decir que su componente principal es el metano (como mínimo 90%). Posee una estructura de hidrocarburo simple, compuesto por un átomo de carbono y cuatro átomos de hidrógeno (CH4). El metano es altamente inflamable, se quema fácilmente y casi totalmente y emite muy poca contaminación. El gas natural no es ni corrosivo ni tóxico, su temperatura de combustión es elevada y posee un estrecho intervalo de inflamabilidad, lo que hace de él un combustible fósil seguro en comparación con otras fuentes de energía. Además, por su densidad de 0,60, inferior a la del aire (1,00), el gas natural tiene tendencia a elevarse y puede, consecuentemente, desaparecer fácilmente del sitio donde se encuentra por cualquier grieta.

Es generalmente admitido que el carbono y el hidrógeno contenidos en el gas natural provienen de restos de plantas y de animales que se juntaron en el fondo de los lagos y de los océanos durante millones de años. Después de haber sido cubierto por grandes capas de otros sedimentos, el material orgánico se transformó en petróleo bruto y en gas natural bajo el efecto de la presión ejercida por las capas de sedimentos y el calor emitido por el núcleo terrestre. El petróleo y el gas son entonces expulsados fuera de los esquitos arcillosos marinos en los cuales se habían depositado y de ahí penetran en las rocas sedimentarias porosas. Posteriormente el petróleo y el gas suben a través de la roca porosa, ya que son menos densos que el agua, y llenan los poros. Existen diferentes tipos de “trampas” de petróleo y gas.

El gas natural está presente por todo el mundo, ya sea en los depósitos situados en las profundidades de la superficie terrestre, o en los océanos. Las napas de gas pueden formarse encima de los depósitos de petróleo bruto, o estar atrapadas en el seno de las rocas porosas. El gas es llamado “asociado” cuando se encuentra en presencia de petróleo bruto y “no asociado” cuando se encuentra solo.

A una presión atmosférica normal, si el gas natural se enfría a una temperatura de – 161°C aproximadamente, se condensa bajo la forma de un líquido llamado gas natural licuado (GNL). Un volumen de este líquido ocupa casi 600 veces menos espacio que el gas natural y es dos veces menos pesado que el agua (45% aproximadamente). Es inodoro, incoloro, no es corrosivo ni tóxico .Cuando se evapora se quema solamente en concentraciones del % al 15% mezclado con el aire. Ni el GNL ni su vapor pueden explotar al aire libre. Puesto que el gas natural licuado ocupa menos espacio, el gas natural se licúa para facilitar su transporte y almacenaje.

El gas natural es considerado como un combustible limpio. Bajo su forma comercializada, casi no contiene azufre y virtualmente no genera dióxidos de azufre (SO2). Sus emisiones de óxidos de nitrógeno (No) son menores a las generadas por el petróleo y el carbón. Las emisiones de dióxido de carbono (CO2) son inferiores a la de otros combustible fósiles (según Eurogas emiten 40 à 50% menos que el carbón y 25 à 30% menos que el petróleo).

 

VENTAJAS DEL GAS NATURAL

El Gas  Natural es la fuente de energía primaria de más rápido crecimiento en los últimos años.

Su mayor incremento ha sido en la generación de la electricidad

Emite menos dióxido de carbono que el petróleo y el carbón

En los países industrializados dadas la ventajas económicas y ambientales su consumo es el que supera con creces al resto de combustibles tradicionales

 

Reservas mundiales de Gas Natural

                        

Se encuentra bajo la tierra, a veces solo o en compañía del petróleo, formando grandes “bolsas” de gas.

Bajo la tierra, el gas, ya sea en forma de gas natural puro o formando parte de un pozo de petróleo, se halla sometido a grandes presiones (como el aire que infla un globo), de este modo al pinchar la superficie terrestre justo encima de un depósito, los gases y una parte del petróleo mismo, salen disparados igual que el aire de un globo.

El gas se extrae por medio de una tubería y se envía a través de gasoductos directamente a las centrales de distribución, donde se almacena en grandes tanques y se distribuye a los usuarios por medio de redes de distribución de gas natural.

 

   

 

¿PARA QUÉ SIRVE EL GAS NATURAL?

El gas natural está formado por un pequeño grupo de hidrocarburos: fundamentalmente metano con una pequeña cantidad de propano y butano. El propano y el butano se separan del metano y se usan como combustible para cocinar y calentar, distribuidos en bombonas. El metano se usa como combustible tanto en viviendas como en industrias y como materia prima para obtener diferentes compuestos en la industria química orgánica.

El metano se distribuye normalmente por conducciones de gas a presión (gaseoductos).

En 1990 se obtenía del petróleo el 38,6% de la energía comercial del mundo, aunque unos años antes, en 1974 llegó a representar el 47,4%, antes de la crisis planteada por la OPEP. Ese mismo año la proporción de energía comercial suministrada por el gas natural fue de un 21,6% y desde la crisis del petróleo de 1973 ha ido aumentando ligeramente la proporción en la que se consume.

               

 

 

 

 
 

 

¿CÓMO ES EL GAS NATURAL?

El Gas Natural  es un combustible gaseoso que se encuentra formando bolsas en el subsuelo

•Los principales productores son: Unión Soviética, Canadá, Países Bajos, Reino Unido, Rumanía, Argelia e Indonesia

•Se transporta licuado a través de los gasoductos

•Este gas no es más pesado que el aire por eso cuando se produce una fuga en un recinto cerrado  resulta muy peligroso pues además del peligro de explosión existe el de asfixia

•Para advertir de este peligro se le añade una sustancia de olor característico

 

 

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octubre 22, 2009

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Gas, elemento fundamental para la combustión

1- COMBUSTIÓN

Combustión: Definición
La combustión (quemado) consiste en una reacción química de oxidación en la unoselementos combustibles, principalmente carbono (C), hidrógeno (H), y azufre (S), se combinan con oxígeno. La reacción se verifica con un gran desprendimiento de energía, en forma de calor y luz. A continuación se presentan las reacciones principales que se producen en el quemado de un combustible, apareciendo reflejados reactantes y productos, además del calor desprendido en la misma.
C + O2 → CO2 + 32840 kJ / kg. de Carbono.
2 C + O2 → 2 CO + 9290 kJ / kg. de Carbono ( combustión parcial )
2 H2 + O2 → 2H2O + 119440 kJ / kg. de Hidrógeno.
S + O2 → SO2 + 9290 kJ / kg. de Azufre
Como podemos ver los productos principales de la combustión son el dióxido de carbono (CO2) y el agua (H2O).
Combustibles
La reacción de combustión como hemos visto requiere de la presencia de unos elementos combustibles (C, H, S, …) que reaccionen con el oxígeno, que será denominado elemento comburente.
Se denominará combustible a toda aquella sustancia que por su composición haga posible la combustión de la misma, verificándose un desprendimiento de energía.
La práctica totalidad de los combustibles usados hoy en día industrialmente son del tipo orgánico, donde el Carbono e Hidrógeno son los elementos predominantes en su composición.
Los combustibles se clasifican en función del estado físico que presentan habitualmente.
La razón de esta clasificación se debe a que las técnicas y equipos a utilizar en la combustión dependerán del estado físico del combustible.
COMBUSTIÓN

2- CLASIFICACION DE LOS COMBUSTIBLES INDUSTRIALES

Madera y residuos
Naturales Turbas
Sólidos Carbón Lignitos
Artificiales Hullas
Antracita
Alcoholes
Naturales
(fermentación e
hidrólosis).
Artificiales
Líquidos Residuales Por ejemplo, legías negras.
Derivados del petróleo Gasóleos
Fuelóleos
Residuales Fuel-gas
Gas natural Diferentes familias
Gases líquidos del petróleo
(GLP) Propano y butanos
Gas de horno alto
Gaseosos Gas de coquería
Gas pobre
Artificiales o elaborados Gas de agua
GNS
Gases de gasógeno
Gas ciudad
Biogas

En los hornos y calderas industriales se pueden utilizar un amplio abanico de combustibles líquidos y gaseosos. Los combustibles líquidos van desde hidrocarburos ligeros hasta corrientes de residuos pesados de la torre de vacío. Los combustibles gaseosos contienen un mezcla de componentes que pueden ir desde el hidrógeno hasta el butano.
La mayoría de los quemadores utilizados en plantas industriales son del tipo combinado, quemando simultáneamente gas y fuel-oil, pudiendo trabajar también alimentado con un sólo combustible.

3- COMBUSTIÓN

Mecanismo de la combustión
El mecanismo de combustión varía según el tipo de combustible que se desee quemar.Así podremos distinguir entre combustión homogénea en la que el combustible a quemar es gaseoso, y combustión heterogénea en el caso de combustibles sólidos y líquidos.
En la combustión homogénea, la reacción química comienza tan pronto como la mezcla de combustible y aire tiene lugar. La mezcla del combustible con el aire se produce a consecuencia de la turbulencia que se induce en la corriente aire/gas a la salida del quemador y las diferencias de densidad entre la llama y los alrededores.
La combustión heterogénea necesita un mayor tiempo de ignición, requiriendo los combustibles líquido una atomización previa a la combustión.
Para comprender mejor el mecanismo de combustión heterogénea presentamos el caso de la combustión del fuel-oil.
La combustión del fuel-oil comienza por los componentes más ligeros que se vaporizan tan pronto como las gotas de combustible salen del atomizador y entran en la zona de combustión. El residuo pesado que queda sufre una pirólisis debido a la alta temperatura de la combustión causando la formación de humo. Un atomización insuficiente del fueloil resulta en un goteo de combustible que no se quema. El carbón residual o coque que queda tras la pirólisis es arrastrado al exterior en forma de partículas sólidas. Idealmente, la materia carbonosa debería quemarse completamente con objeto de reducir al mínimo posible las partículas sólidas arrastradas por los gases de combustión. En la práctica, en el caso de un horno de refinería las partículas sólidas arrastradas por los gases de combustión contienen habitualmente más de un 90% o más de material carbonoso.

4- COMBUSTIÓN

Aire de combustión
El Oxígeno necesario para la combustión, normalmente, es suministrado a través de una corriente de aire.
Para conseguir la combustión completa del combustible tenemos que garantizar que existe el suficiente Oxigeno para ello. Para conocer la cantidad de oxígeno necesario recurriremos a estudiar la estequiometría de las reacciones de combustión.
Por ejemplo, la reacción química que se produce en la combustión de un hidrocarburo simple como el metano se puede expresar como:
CH4 + 2 O2 ———- CO2 + 2 H2O
En la ecuación vemos que para quemar un mol de metano es necesario suministrar 2 moles de O2, o lo que es lo mismo para quemar un metro cúbico normal de metano necesitaremos dos metros cúbicos normales de Oxigeno.
A efectos prácticos consideraremos el aire compuesto, en volumen, por un 21% de Oxígeno y un 79 % de Nitrógeno (gas inerte que no contribuye a la combustión ). Por ello el volumen de aire a aportar al sistema es aproximadamente cinco veces el volumen de Oxígeno necesario.
Una operación de combustión como ésta se llamaría completa y perfecta. La operación sería completa porque todo el carbono se habría convertido en dióxido de carbono (CO2) y todo el hidrógeno en agua (H2O). También sería perfecta por haber cantidad suficiente de oxígeno para quemar todo el carbono y el hidrógeno sin que quedase oxígeno o aire.
Un ejemplo de combustión completa, pero no perfecta, sería la siguiente:
CH4 + 3 O2 ———- CO2 + 2 H2O + O2
Aquí tenemos más oxígeno del necesario, el horno trabaja con un exceso de aire. En la combustión es crítica la relación combustible-oxígeno (aire). Si esta relación es muy pequeña, el combustible será muy pobre para quemarse y si es excesivamente grande, la mezcla será excesivamente rica para arder. El límite de la relación combustible-oxígeno se llama límite de inflamabilidad del combustible.
Factores de los que depende una correcta combustión. En la práctica no nos interesará tener una combustión perfecta, sino tener la máxima eficiencia de la combustión posible.
En cualquier proceso de combustión se debe presentar atención a los siguientes tres puntos:
1. Hay que preparar el combustible para su combustión; si es líquido hay que atomizarlo
previamente.

5- COMBUSTIÓN

2. Hay que asociar el combustible y el aire en las proporciones adecuadas, en el momento y a la temperatura correctos para el encendido y la combustión.
3. Se debe procurar mantener una cantidad suficiente de calor en la zona de combustión,con el objeto de mantener una temperatura en el hogar que me permita una adecuada vaporización del combustible.
Los quemadores de gas sólo necesitan establecer la proporción de los volúmenes de aire y gas, y asegurar su íntima mezcla. Pero los quemadores de fuel-oil tienen que preparar el combustible fragmentándolo en pequeñas partículas para dejar expuesta la máxima superficie posible a fin de que el calor del horno lo convierta rápidamente en vapor.
Las operaciones de mezcla, encendido y combustión se producen en el pequeño intervalo de tiempo que emplean el combustible y el aire en trasladarse desde el quemador hasta la entrada a la chimenea. Este intervalo de tiempo depende de la distancia recorrida y de la velocidad y grado de turbulencia.
La turbulencia describe aquella condición en que el combustible y el aire giran en remolinos siguiendo vías irregulares desde el quemador hasta la entrada de la chimenea.
Es deseable una corriente turbulenta , porque la distancia total que recorre el vapor aumenta al seguir un camino irregular, con lo cual aumenta el tiempo disponible para la combustión.
Hemos resumido la combustión como dependiente de “tres T” : tiempo, temperatura y turbulencia.
Quemadores
Para poder utilizar el calor liberado en la combustión es necesario controlarlo. El quemador es un dispositivo mecánico diseñado para producir una llama estable, con una forma y tamaño predeterminados. Los combustibles líquidos se rompen en pequeñas gotas por medio de un atomizador. Fuel-oil y gas se introducen dentro de la corriente de aire de combustión para asegurar una buena mezcla y estabilizar la base de la llama.
La gama de combustibles, líquidos y gaseosos, que se queman en este tipo de elementos es tremendamente amplia. El diseño del quemador varía dependiendo de la clase de combustible a usar, ya que el tratamiento del mismo para conseguir una buena combustión es diferente. Así podemos establecer una distinción entre quemadores dependiendo del combustible de alimentación. Así tendremos quemadores de gas, quemadores de combustibles líquidos, y quemadores combinados, donde se queman conjuntamente combustibles gaseosos y líquidos. Existen muchos tipos de quemadores según su diseño variando desde un simple mechero bunsen hasta los quemadores gigantes de un horno de cemento. Por ello, deberemos seleccionar el tipo que más se adapte a nuestras necesidades.
En las plantas industriales se utilizan principalmente dos tipos de quemadores: el de tiro
natural, y el de tiro forzado.

6- COMBUSTIÓN

Existe abundante documentación sobre quemadores de tiro forzado, por lo que nos centramos en los de tiro natural.
Quemadores: Descripción
El quemador se dimensiona de acuerdo con el tiro disponible e invierte la presión de tiro disponible en inducir velocidad a la corriente de aire que circula por él. Debido al reducido valor de presión del tiro la velocidad adquirida por el aire de admisión será reducida, lo que implica que no exista un gran poder de mezcla al unirse la corriente de aire con el combustible. Esto se traduce en un mayor tiempo de combustión por lo que la llama será larga, y en un mayor exceso de aire para tener una combustión completa.
La ventaja de los quemadores de tiro natural es su reducido coste inicial de instalación. Los quemadores son relativamente baratos y no hay necesidad de ventiladores que impulsen el aire de combustión.
Elementos básicos de un quemador de tiro natural
Los componentes más importantes de un quemador de tiro natural son los siguientes:
1. Registro de aire (Air Register):. El aire de combustión entra en un mechero de tiro natural a través de unas aberturas regulables en área y que aseguran una distribución uniforme del aire en la mufla de refractario del mechero.
El área de apertura de los registros se utiliza para regular el caudal de aire de combustión que entra en el mechero. Algunos mecheros tienen dos conjuntos de áreas de regulación , para dar un control más ajustado de la cantidad de aire (registros primario y secundario).
2. Atomizador de combustible líquido (Oil Atomiser): En este elemento la masa de combustible líquido se rompe en pequeñas gotitas al actuar sobre él un chorro de vapor de agua. Ambos, vapor y combustible líquido pulverizado, se inyectarán en la corriente
de aire de combustión a través de la boquilla de la caña de fuel.
3. Mufla primaria (Primary Block): En la mayoría de mecheros de tiro natural existe una pieza cilíndrica alrededor de la punta del mechero cuyo objetivo es estabilizar la llama de éste. Entre un 15 % y un 20% del aire de combustión entra a través de esta pieza , la cual debe tener la forma interna adecuada para permitir la recirculación de aire y gotas de combustible hacia la raíz de la llama. Esto se usa normalmente en los mecheros que queman fuel-oil.
4. Cañas de Gas (Gas Guns): El gas se introduce en el horno a través de una serie de tubos verticales con multitud de pequeños agujeros por los que entra el aire de combustión. El número de agujeros es tal que permite una mezcla eficiente entre el aire de combustión y el gas.
5. Mufla de refractario (Refractory Quarl): Es una pieza de refractario de forma normalmente cilíndrica o cónica que se monta en el suelo del hogar. Su forma interna determina el tamaño de llama y juega un papel muy importante en proporcionar estabilidad a la llama del mechero.

7- COMBUSTIÓN

6. Piloto de Gas (Gas Pilot): El piloto de gas se añade al mechero para proporcionar una fuente de ignición en las puestas en marcha y como medida de seguridad durante la operación normal del horno. Tiene un aspecto parecido a los mecheros de gas, con la diferencia de que está diseñado para producir una llama más pequeña. Normalmente su funcionamiento se basa en que el flujo de gas provoca una pequeña succión de aire de combustión que pasa a través de los pequeños agujeros y provoca la combustión completa de la mezcla.
A continuación presentamos el esquema constructivo de diferentes quemadores de tiro natural.
Quemador de Gas de Tiro Natural

8- COMBUSTIÓN

Quemador Combinado de Tiro Natural
Quemador de combinado de Tiro Natural

9- COMBUSTIÓN

Quemadores de Fuel-Oil. Atomizador
Nota: Aunque existe una gran variedad de combustibles líquidos que pueden usarse para alimentar a los quemadores de un horno de proceso, el fuel-oil es quizá el más empleado, debido en parte a su reducido coste. Por esta circunstancia al estudiar los quemadores de combustible líquido nos referiremos a quemadores de fuel-oil, si bien lo explicado se puede extrapolar a otro tipo de combustible líquido, pudiendo variar las condiciones de operación debido a las características físicas del nuevo combustible. Como ya se ha dicho con anterioridad, para lograr una combustión eficiente y controlada de un fuel-oil es necesaria su atomización previa. Esto sólo ocurre con los combustibles líquidos, ya que los gaseosos se quemarán directamente. Debido a esta característica los quemadores de fuel-oil deberán ir dotados de un atomizador, elemento que no aparece
en un quemador de gas.
El diseño del atomizador dependerá del método utilizado para llevar a cabo la atomización del combustible. Según esto, distinguiremos tres tipos de atomizadores:
• Atomizador de chorro a presión. El combustible se atomiza a consecuencia únicamente de la alta presión a la que es expulsado por la boquilla de la caña.

10- COMBUSTIÓN

• Atomizador de retorno lateral. La atomización se consigue fragmentando la película de fuel-oil en gotas por fuerza centrifuga.
• Atomizador de dos fluidos. El combustible se atomiza usando un segundo fluido (vapor o aire) a alta presión para romper el petróleo en gotitas.
En la Refinería, la atomización del fuel-oil se realiza empleando atomizadores de dos fluidos, sirviendo como medio atomizador el vapor.

11-COMBUSTIÓN

El atomizador va alojado en el interior de la caña de fuel-oil, situada ésta en el cuello del quemador. Así el fuel-oil una vez atomizado pasa a través de la boquilla de la caña introduciendose a continuación en la corriente de aire de combustión, verificándose la mezcla con ésta previa a la combustión.
La calidad de la atomización depende del tamaño de gota alcanzado en el atomizado, y de la dispesión de este a la salida de la boquilla de la caña. La intensidad de la atomización producida, en un mismo atomizador, depende de la cantidad de fluido atomizador empleado y de la presión del mismo. Así, cuando por las características de la alimentación la atomización sea insuficiente se puede conseguir una mayor intensidad en esta aumentando el flujo de vapor al quemador.
A continuación se presenta el esquema de una caña de fuel-oil y su atomizador, en el que se emplea vapor como medio atomizador.

Orificio de gas – oil
Orificio de vapor
Cámara mezcladora
Ángulo de spray
Cono de llama de la boquilla
Núcleo de mezcla
Cubierta exterior
Tubería concéntrica
Vapor
J. Fuel-oil
COMBUSTIÓN
12
Cone tip
Outer tip
Core
Tubo interior
Tubo exterior
Atomising medium inlet bush
Manilla
Oil inlet bush
Filtro (opcional)
Junta
Los atomizadores de aire a presión, toman éste del aire de combustión, elevan su presión,
y lo usan como medio atomizante.
COMBUSTIÓN
13
Boquilla
Conductos de aire
Tubería de fuel-oil
Regulador de fuel oil
Entrada de fuel-oil i
Kug
Swirler
Entrada de aire

Quemadores de gas. Cañas de gas.
El gas para su combustión no requiere de ninguna preparación previa, tal y como ocurría con los combustibles líquidos.
La función de la caña de gas es dirigir la corriente de gas dentro de la corriente de aire, de forma que se consiga una buena mezcla gas/aire y se obtengan una estabilidad en la llama.
Una caña de gas consiste en una simple conducción en cuyo extremo final va adosada la boquilla de gas. La unión de esta a la caña puede ser bien roscada o embutida.
En la boquilla de gas se disponen los orificios de inyección del chorro de gas en la corriente de aire de combustión.
Normalmente un quemador de gas de varias cañas, siendo el número y disposicón de las mismas variable con el diseño.
El diseño de la boquilla de gas me determinará en gran medida la calidad e velocidad de la mezcla aire/gas que se verifica en el quemador. La localización, número y dirección de los chorros de gas salientes de la boquilla me determinaran el rendimiento del quemador.

14- COMBUSTIÓN

A continuación se presentan varios diseños de boquillas de gas.
Quemadores combinados
Los quemadores combinados consisten en una asociación de cañas fuel-oil y cañas gas para permitir la combustión combinada de ambos tipo de combustible. Con ellos se tiene una mayor flexibilidad de suministro de combustible al horno o caldera, al poder quemar
uno u otro, o los dos simultáneamente.
Quemador combinado. 1 boquilla Fuel-Oil central, 4 boquillas Fuel-Gas.

15- COMBUSTIÓN

Normalmente, en operación el caudal de fuel-oil quemado será constante, respondiendo a las variaciones de demanda de calor del horno variando la cantidad de gas en la alimentación del quemador.
Pilotos de gas

Cada quemador va dotado de al menos un piloto de gas para asegurar el encendido de la llama principal.
El piloto tiene su alimentación de gas independiente a la del quemador principal de forma que no se vea afectado por los posibles fallos que pudieran existir en la línea principal de alimentación de combustible al quemador. De este modo, se puede asegurar que una fluctuación repentina en el suministro de combustible al quemador que provoque la extinción instantánea de la llama, no afecte a la llama piloto, permitiendo el nuevo encendido de la llama. Piloto de inspiración interna Boquilla de retención del piloto

Entrada de Aire/Gas

16- COMBUSTIÓN

Alineamiento del quemador
En un quemador se esencial que todos los componentes del mismo estén colocados en una posición relativa correcta unos de otros y concéntricos respecto al eje central del quemador. De otra forma, la estabilidad de la llama y la eficacia de la combustión se verían afectadas.

 

 

Historia del Gas Natural

ELos primeros descubrimientos de yacimientos de gas natural fueron hechos en Irán entre los años 6000 y 2000 A.C. Estos yacimientos de gas, probablemente encendidos por primera vez mediante algún relámpago, sirvieron para alimentar los “fuegos eternos” de los adoradores del fuego de la antigua Persia.
También se menciona el uso del gas natural en China hacia el 900 A.C. Precisamente en China se reporta la perforación del primer pozo conocido de gas natural de 150 metros de profundidad en el 211 A.C. Los chinos perforaban sus pozos con varas de bambú y primitivas brocas de percusión, con el propósito expreso de buscar gas en yacimientos de caliza. Quemaban el gas para secar las rocas de sal que encontraban entre las capas de caliza.
El gas natural era desconocido en Europa hasta su descubrimiento en Inglaterra en 1659, e incluso entonces, no se masificó su utilización. La primera utilización de gas natural en Norteamérica se realizó desde un pozo poco profundo en la localidad de Fredonia, estado de Nueva York, en 1821. El gas era distribuido a los consumidores a través de una cañería de plomo de diámetro pequeño, para cocinar e iluminarse.

A lo largo del siglo 19, el uso del gas natural permaneció localizado porque no había forma de transportar grandes cantidades de gas a través de largas distancias, razón por la que el gas natural se mantuvo desplazado del desarrollo industrial por el carbón y el petróleo.
Un importante avance en la tecnología del transporte del gas natural ocurrió en 1890, con la invención de las uniones a prueba de filtraciones. Sin embargo, como los materiales y técnicas de construcción permanecían difíciles de manejar, no se podía llegar con gas natural más allá de 160 kilómetros de su fuente. Por tal razón, la mayor parte del gas natural asociado se quemaba en antorchas y el gas no asociado se dejaba en la tierra.

El transporte de gas natural por largas distancias se hizo practicable a fines de la segunda década del siglo 20 por un mayor avance de la tecnología de cañerías. En Estados Unidos entre 1927 y 1931 se construyeron más de 10 grandes sistemas de transmisión de gas. Cada uno de estos sistemas se construyó con cañerías de unos 51 centímetros de diámetro y en distancias de más de 320 kilómetros. Después de la Segunda Guerra Mundial se construyeron más sistemas de mayores longitudes y diámetros. Se hizo posible la construcción de cañerías de 142 centímetros de diámetro.

A principios de la séptima década del siglo veinte tuvo su origen en Rusia la cañería de gas más larga. La red de Northern Lights, de 5470 kilómetros de longitud, cruza los Montes Urales y unos 700 ríos y arroyos, uniendo Europa Oriental con los campos de gas de Siberia del Oeste en el círculo Ártico. Otra red de gas, más corta, pero de gran dificultad de ingeniería, es la que se extiende desde Argelia, a través del Mar Mediterráneo hasta Sicilia. El mar tiene más de 600 metros de profundidad en algunos tramos de la ruta

 El gas natural es la fuente de energía fósil que ha conocido el mayor avance desde los años 70 y representa actualmente la quinta parte del consumo energético mundial.

Gracias a sus ventajas económicas y ecológicas, el gas natural resulta cada día más atractivo para muchos países. Las características de este producto, como por ejemplo su reducido intervalo de combustión, hacen de esta fuente de energía una de las más seguras del momento. En la actualidad, el gas natural, es la segunda fuente de energía de mayor utilización después del petróleo. Según EIA, departamento norteamericano de la energía, la participación del gas natural en la producción energética mundial era del 23% en 1999 y las perspectivas de desarrollo de la demanda son excelentes. El gas natural es considerado como el combustible fósil de este siglo, como lo fue el petróleo durante el siglo pasado y el carbón hace dos siglos.

El gas natural presenta una ventaja competitiva frente las otras fuentes de energía pues, solamente alrededor del 10% del gas natural producido se pierde antes de llegar al consumidor final. Además los avances tecnológicos mejoran constantemente la eficacia de las técnicas de extracción, de transporte y de almacenamiento así como el rendimiento energético de los equipos que funcionan con gas natural.

El gas natural es considerado como uno de los combustible fósiles más limpios y respetuosos con el medio ambiente. Su ventaja comparativa en materia ambiental en comparación con el carbón o con el petróleo reside en el hecho de que las emisiones de dióxido de azufre son ínfimas y que los niveles de óxido nitroso y de dióxido de carbono son menores. Una mayor utilización de esta fuente de energía permitiría particularmente limitar los impactos negativos sobre el medio ambiente tales como: la lluvia ácida, la deterioración de la capa de ozono o los gases con efecto de invernadero.

El gas natural es igualmente una fuente de energía muy segura tanto en lo que concierne su transporte y su almacenamiento como su utilización.

Aunque las reservas de gas natural sean limitadas y que se trate de una energía no renovable, las reservas explotables son numerosas en el mundo entero y aumentan al mismo tiempo que se descubren nuevas técnicas de exploración y de extracción, permitiendo una perforación más amplia y profunda.

El nivel de las inversiones dedicadas a la industria del gas natural prueba la importancia creciente de este producto. Este sector muestra un dinamismo importante a principios de este nuevo milenio. Una demanda y un nivel de precios en aumento condujeron, en un pasado reciente, a emprender nuevos proyectos de expansión y de exploración. Fue así como se desarrollaron y se planificaron proyectos de construcción de nuevos gasoductos a través del mundo. Además, los gobiernos incluyen progresivamente al gas natural en el orden del día de su política energética, principalmente a través del seguimiento de políticas de liberalización del mercado (en particular después de las crisis petroleras de los años 70). Cada vez más, los usuarios finales muestran una preferencia por el gas natural por su limpieza, su seguridad, su fiabilidad y su interés económico. El gas natural se puede utilizar para la calefacción, la refrigeración (cooling) y varias otras aplicaciones de tipo industrial. Al mismo tiempo, tiende a convertirse en el combustible preferido para la producción de electricidad.

El descubrimiento del gas natural data de la antigüedad en el Medio Oriente. Hace miles de años, se pudo comprobar que existían fugas de gas natural que prendian fuego cuando se encendían, dando lugar a las llamadas “fuentes ardientes”. En Persia, Grecia o la India, de levantaron templos para prácticas religiosas alrededor de estas “llamas eternas”. Sin embargo, estas civilizaciones no reconocieron inmediatamente la importancia de su descubrimiento. Fue en China, alrededor del año 900 antes de nuestra era, donde se comprendió la importancia de este producto. Los chinos perforaron el primer pozo de gas natural que se conoce en el año 211 antes de nuestra era.

En Europa no se conoció el gas natural hasta que fue descubierto en Gran Bretaña en 1659, aunque no se empezó a comercializar hasta 1790. En 1821, los habitantes de Fredonia (Estados Unidos) observaron burbujas de gas que remontaban hasta la superficie en un arroyo. William Hart, considerado como el “padre del gas natural”, excavó el primer pozo norteamericano de gas natural.

Durante el siglo XIX el gas natural fue casi exclusivamente utilizado como fuente de luz. Su consumo permaneció muy localizado por la falta de infraestructuras de transporte que dificultaban el traslado de grandes cantidades de gas natural a grandes distancias. En 1890, se produjo un importante cambio con la invención de las juntas a prueba de fugas en los gasoductos. No obstante, las técnicas existentes no permitieron transportar el gas natural a más de 160 kilómetros de distancia por lo que el producto se quemaba o se dejaba en el mismo lugar. El transporte del gas natural a grandes distancias se generalizó en el transcurso de los años veinte, gracias a las mejoras tecnológicas aportadas a los gasoductos. Después de la segunda guerra mundial, el uso del gas natural creció rápidamente como consecuencia del desarrollo de las redes de gasoductos y de los sistemas de almacenamiento.

En los primeros tiempos de la exploración del petróleo, el gas natural era frecuentemente considerado como un subproducto sin interés que impedía el trabajo de los obreros forzados a parar de trabajar para dejar escapar el gas natural descubierto en el momento de la perforacion. Hoy en día, en particular a partir de las crisis petroleras de los años 70, el gas natural se ha convertido en una importante fuente de energía en el mundo.

Durante muchos años, la industria del gas natural estuvo fuertemente regulada debido a que era considerada como un monopolio de Estado. En el transcurso de los últimos 30 años, se ha producido un movimiento hacia una mayor liberalización de los mercados del gas natural y una fuerte desregulación de los precios de este producto. Esta tendencia tuvo como consecuencia la apertura del mercado a una mayor competencia y la aparición de una industria de gas natural mucho más dinámica e innovadora. Además, gracias a numerosos avances tecnológicos se facilitó el descubrimiento, la extracción y el transporte de gas natural hasta los consumidores. Estas innovaciones permitieron también mejorar las aplicaciones existentes así como creas nuevas aplicaciones. El gas natural es cada vez más utilizado para la producción de electricidad.

El gas natural es incoloro, inodoro, insípido, sin forma particular y más ligero que el aire. Se presenta en su forma gaseosa por debajo de los -161ºC. Por razones de seguridad, se le añade mercaptan, un agente químico que le da un olor a huevo podrido, con el propósito de detectar una posible fuga de gas.

El gas natural es una mezcla de hidrocarburos ligeros compuesto principalmente de metano, etano, propano, butanos y pentanos. Otros componentes tales como el CO2, el helio, el sulfuro de hidrógeno y el nitrógeno se encuentran también en el gas natural. La composición del gas natural nunca es constante, sin embargo, se puede decir que su componente principal es el metano (como mínimo 90%). Posee una estructura de hidrocarburo simple, compuesto por un átomo de carbono y cuatro átomos de hidrógeno (CH4). El metano es altamente inflamable, se quema fácilmente y casi totalmente y emite muy poca contaminación. El gas natural no es ni corrosivo ni tóxico, su temperatura de combustión es elevada y posee un estrecho intervalo de inflamabilidad, lo que hace de él un combustible fósil seguro en comparación con otras fuentes de energía. Además, por su densidad de 0,60, inferior a la del aire (1,00), el gas natural tiene tendencia a elevarse y puede, consecuentemente, desaparecer fácilmente del sitio donde se encuentra por cualquier grieta.

Es generalmente admitido que el carbono y el hidrógeno contenidos en el gas natural provienen de restos de plantas y de animales que se juntaron en el fondo de los lagos y de los océanos durante millones de años. Después de haber sido cubierto por grandes capas de otros sedimentos, el material orgánico se transformó en petróleo bruto y en gas natural bajo el efecto de la presión ejercida por las capas de sedimentos y el calor emitido por el núcleo terrestre. El petróleo y el gas son entonces expulsados fuera de los esquitos arcillosos marinos en los cuales se habían depositado y de ahí penetran en las rocas sedimentarias porosas. Posteriormente el petróleo y el gas suben a través de la roca porosa, ya que son menos densos que el agua, y llenan los poros. Existen diferentes tipos de “trampas” de petróleo y gas.

El gas natural está presente por todo el mundo, ya sea en los depósitos situados en las profundidades de la superficie terrestre, o en los océanos. Las napas de gas pueden formarse encima de los depósitos de petróleo bruto, o estar atrapadas en el seno de las rocas porosas. El gas es llamado “asociado” cuando se encuentra en presencia de petróleo bruto y “no asociado” cuando se encuentra solo.

A una presión atmosférica normal, si el gas natural se enfría a una temperatura de – 161°C aproximadamente, se condensa bajo la forma de un líquido llamado gas natural licuado (GNL). Un volumen de este líquido ocupa casi 600 veces menos espacio que el gas natural y es dos veces menos pesado que el agua (45% aproximadamente). Es inodoro, incoloro, no es corrosivo ni tóxico .Cuando se evapora se quema solamente en concentraciones del % al 15% mezclado con el aire. Ni el GNL ni su vapor pueden explotar al aire libre. Puesto que el gas natural licuado ocupa menos espacio, el gas natural se licúa para facilitar su transporte y almacenaje.

El gas natural es considerado como un combustible limpio. Bajo su forma comercializada, casi no contiene azufre y virtualmente no genera dióxidos de azufre (SO2). Sus emisiones de óxidos de nitrógeno (No) son menores a las generadas por el petróleo y el carbón. Las emisiones de dióxido de carbono (CO2) son inferiores a la de otros combustible fósiles (según Eurogas emiten 40 à 50% menos que el carbón y 25 à 30% menos que el petróleo).

 

VENTAJAS DEL GAS NATURAL

El Gas  Natural es la fuente de energía primaria de más rápido crecimiento en los últimos años.

Su mayor incremento ha sido en la generación de la electricidad

Emite menos dióxido de carbono que el petróleo y el carbón

En los países industrializados dadas la ventajas económicas y ambientales su consumo es el que supera con creces al resto de combustibles tradicionales

 

Reservas mundiales de Gas Natural

                        

Se encuentra bajo la tierra, a veces solo o en compañía del petróleo, formando grandes “bolsas” de gas.

Bajo la tierra, el gas, ya sea en forma de gas natural puro o formando parte de un pozo de petróleo, se halla sometido a grandes presiones (como el aire que infla un globo), de este modo al pinchar la superficie terrestre justo encima de un depósito, los gases y una parte del petróleo mismo, salen disparados igual que el aire de un globo.

El gas se extrae por medio de una tubería y se envía a través de gasoductos directamente a las centrales de distribución, donde se almacena en grandes tanques y se distribuye a los usuarios por medio de redes de distribución de gas natural.

 

   

 

¿PARA QUÉ SIRVE EL GAS NATURAL?

El gas natural está formado por un pequeño grupo de hidrocarburos: fundamentalmente metano con una pequeña cantidad de propano y butano. El propano y el butano se separan del metano y se usan como combustible para cocinar y calentar, distribuidos en bombonas. El metano se usa como combustible tanto en viviendas como en industrias y como materia prima para obtener diferentes compuestos en la industria química orgánica.

El metano se distribuye normalmente por conducciones de gas a presión (gaseoductos).

En 1990 se obtenía del petróleo el 38,6% de la energía comercial del mundo, aunque unos años antes, en 1974 llegó a representar el 47,4%, antes de la crisis planteada por la OPEP. Ese mismo año la proporción de energía comercial suministrada por el gas natural fue de un 21,6% y desde la crisis del petróleo de 1973 ha ido aumentando ligeramente la proporción en la que se consume.

               

 

 

 

 
 

 

¿CÓMO ES EL GAS NATURAL?

El Gas Natural  es un combustible gaseoso que se encuentra formando bolsas en el subsuelo

•Los principales productores son: Unión Soviética, Canadá, Países Bajos, Reino Unido, Rumanía, Argelia e Indonesia

•Se transporta licuado a través de los gasoductos

•Este gas no es más pesado que el aire por eso cuando se produce una fuga en un recinto cerrado  resulta muy peligroso pues además del peligro de explosión existe el de asfixia

•Para advertir de este peligro se le añade una sustancia de olor característico

 

No pudo ser sino Inglaterra, corazón industrial del mundo a finales del siglo XVII y comienzos del XVIII, la cuna de uno de los inventos más portentosos del hombre en cuanto a la obtención de energía: las calderas gasoil. El invento, tal vez rudimentario al comienzo, fue logrando avances en la medida que diferentes hombres de gran ingenio incorporaron nuevas ideas para ir haciéndolas cada vez más eficientes y seguras.

Así, pues, mientras el mundo, más allá de la pujanza industrializadora de los ingleses, demandaba recursos energéticos para su desarrollo, las calderas gasoil las calderas gasoil fue ganando espacios y llegó a transformarse en un equipo indispensable para cada proceso productivo.

La de las calderas gasoil ha sido una historia larga y de constantes avances tecnológicos. Este artículo habla de los pasos más importantes a partir de la fabricación de las primeras las calderas gasoil pirotubulares.

Desde sus Comienzos
    
El principio de funcionamiento de las calderas gasoil pirotubulares consiste en el traspaso de calor desde el interior de los tubos hacia el agua de la caldera que los circunda. En las calderas gasoil pirotubulares existen numerosas combinaciones para la configuración de los tubos, determinadas por el número de “pasos” que el calor generado en el hogar o cámara de combustión atraviesa antes ser liberado al ambiente.

Es importante tener en cuenta el dimensionamiento de la cámara de combustión, puesto que de ello dependen las temperaturas de entrada de gasoiles al primer paso de tubos. El exceso de temperatura ocasionará sobrecalentamiento del metal y grietas en la placa trasera de tubos.

Con el paso de los años se han mejorado y optimizado los diseños, disminuyendo así su tamaño y aumentando considerablemente su eficiencia.

las calderas gasoil Tipo Lancashire

Las calderas gasoil tipo Lancashire fueron desarrolladas en 1844 por Sir William Fairbairn, a partir de lo que se conocía como caldera “Cornich” de un fogón o calderas gasoil “Trevithick’s”. Aún en estos días se puede ver algunas de estas calderas gasoil en pleno funcionamiento.

Su estructura está compuesta por un largo manto de acero, por lo general de 5 a 10 m. de largo, a través del cual pasan 2 tubos de gran diámetro llamados fogones. Parte de cada fogón era corrugado de manera de absorber la expansión de las calderas gasoil cuando se calentaba y para prevenir su colapso debido a la presión externa. Se instalaba una cámara de combustión a la entrada de cada fogón en lo que corresponde al frente de la caldera. La cámara de combustión podía ser diseñada para quemar gasoil, petróleo o carbón.

Los combustibles calientes pasan de la cámara de combustión a los fogones. Estos fogones se encuentran rodeados por agua en su exterior y el calor que se genera en la cámara de combustión es transferido al agua.

Las calderas gasoil era instalada en una fundación de ladrillo llamada “setting” o montura, la que fue diseñada con el propósito de mejorar la eficiencia térmica del equipo. Después de pasar por los fogones, los gasoiles calientes son derivados bajo la caldera por un conducto de ladrillo, incluido en el “setting”, transfiriendo el calor al agua por la parte inferior del manto.

En el frente de calderas gasoil el flujo de gasoiles calientes era dividido en dos corrientes que pasaban hacia el fondo del equipo por los costados. Esto se conseguía mediante 2 conductos en los lados de calderas gasoil, que formaban parte del Setting de ella. Estos 2 ductos se encuentran en el fondo de calderas gasoil para dar paso a la chimenea.

Estos pasos, en calderas gasoil tipo Lancashire, fueron concebidos en un intento por extraer la máxima cantidad de energía de los productos de combustión calientes, los que en diseños anteriores se liberaban a la atmósfera. Normalmente la corriente de gasoiles pasaba por un economizador antes de entrar a la chimenea, el que calentaba el agua de la caldera mejorando su eficiencia térmica.

Durante mucho tiempo se fabricaron calderas gasoil de distintos tamaños. No obstante, la más pequeña de ellas medía aproximadamente 5,5 m. de largo por 2 m. de diámetro. La más grande era de aproximadamente 10 m. de largo por 3 m. de diámetro. La producción de vapor variaba desde 1.500 kg/h hasta aproximadamente 6.500 kg/h. Las calderas gasoil Lancashire podían trabajar a presiones de hasta 17 Barg.

Contenían un gran volumen de agua, lo que se traducía en una gran capacidad de almacenamiento de energía, con lo que podían responder fácilmente a demandas repentinas de vapor. El gran volumen de agua contenida significaba también que el control del nivel y de la calidad del agua no era tan crítico como en las calderas modernas.

Una de las desventajas de este tipo de calderas era que después de repetidos calentamientos y enfriamientos, las expansiones y contracciones se traducían en deterioro del la mampostería (setting). Esto generaba infiltraciones de aire parásito, que desequilibraba el tiro de calderas gasoil, a la vez que disminuía su eficiencia.

La introducción de las calderas gasoil pirotubulares multitubos significó la eventual muerte de las calderas gasoil tipo Lancashire, pues éstas eran más pequeñas y más eficientes.

calderas gasoil Tipo Cochran

Fue la invención de Edward Comnton la que se transformaría en la famosa calderas gasoil Cochran. La principal novedad fue la introducción de tubos horizontales en un manto cilíndrico vertical por medio de placas tubulares bridadas. El diseño fue exhibido por primera vez en la exposición Real de Agricultura, en Bristol, el año 1878. El hecho que la caldera fuera vertical, se traducía en un pequeño tamaño con la eficiencia de las calderas gasoil tubulares. La caja de humo era parte decalderas gasoil, con la chimenea apernada a un lado.

Las calderas gasoil Cochran rápidamente ganaron reputación gracias a su gran confiabilidad, flexibilidad y gran calidad de fabricación. De hecho, muy pocos barcos a vapor en circulación en los inicios del siglo veinte no tenían calderas gasoil Cochran como caldera auxiliar a la caldera principal.

calderas gasoil Económica

Este diseño correspondió a una mejora de calderas gasoil Lancashire. Estaba constituida por un manto cilíndrico exterior, el que contaba en su interior con 2 fogones o tubos de gran diámetro donde se instalaban las cámaras de combustión.

Los productos de combustión calientes dejaban los fogones por el fondo de la caldera entrando a una de ladrillos refractarios (fondo seco), donde los productos de combustión eran derivados hacia una gran cantidad de tubos de pequeño diámetro instalados por sobre los fogones.

Estos tubos constituían una gran superficie de transferencia de calor. Los productos de combustión dejaban calderas gasoil por el frente y a través de un ventilador de tiro inducido, para pasar luego a la chimenea.

Las calderas gasoil económica de 2 pasos tenía la mitad del tamaño de calderas gasoil tipo Lancashire y disponía de una eficiencia térmica varios puntos más alta. El rango de tamaño de las calderas gasoil Económicas era de aproximadamente 3 m. de largo y 1,7 m. de diámetro hasta aproximadamente 7 m. de largo y 4 m. de diámetro. La producción de vapor iba desde 1.000 kg/h hasta aproximadamente 15.000 kg/h.

Los Tubos “Sinuflo”

Hasta la invención y la patente de los famosos tubos Sinuflo, por Percy St. G. Kirke, las calderas gasoil de combustión de gasoil eran muy ineficientes. Tomando su nombre de su forma sinusoidal, el tubo sinuflo lo cambió todo, permitiendo que el gasoil caliente transfiriera en todo el largo del tubo la mayor parte del calor hacia el agua.

En 1934 las calderas gasoil Cochran alcanzaron un acuerdo con Kirke y lanzaron una línea de calderas gasoil horizontales recuperadoras  de calor. Fueron muy exitosas, ideales para generar vapor a partir de gasoiles calientes residuales provenientes de los procesos de las industrias del gasoil y del acero.

La sobresaliente eficiencia térmica de los tubos Sinuflo, significó que más tarde fueran incorporados por todos los fabricantes de calderas gasoil en el mundo. La Caldera Económica de Cochran lanzada al mercado en 1940, incluía un ventilador de tiro inducido, una gran cámara de combustión y un excepcionalmente fácil acceso a su interior, marcando un hito en el diseño de calderas gasoil.

Las calderas gasoil Cochran Serie II

Para satisfacer la demanda de eficiencias más altas, equipos más compactos, automatización de la operación, requeridos durante las tareas de reconstrucción durante la post guerra en Inglaterra -tanto del Gobierno como de la industria- fue vital enfatizar los esfuerzos en las áreas de investigación y desarrollo. Como resultado de este esfuerzo, en 1959 se lanzaron al mercado las calderas gasoil verticales Cochran Serie II, diseñadas, especialmente, de acuerdo a los mencionados criterios.

Este diseño alcanzaba eficiencias térmicas de más de 80% (PCS) y una gran producción de vapor para su tamaño. Su operación podía ser completamente automática, operando tanto con combustibles líquidos como sólidos. La mayoría de ellas fue construida mediante uniones soldadas, método estándar a partir de 1960.

calderas gasoil Paquete

El concepto de la “Caldera Paquete” data desde 1950, y corresponde a una caldera completa con todos sus accesorios, quemador para la combustión de petróleo o gasoil, bombas de agua, controles automáticos todos montados como una unidad en una base compacta para transporte, ensamblada en fábrica.

La mejora en los materiales y en los procesos de fabricación se tradujo en que se podían instalar más tubos en cada unidad.

En los primeros años de desarrollo de las calderas gasoil, éstas eran equipos largos y requerían grandes superficies para su instalación.

Forzando los gasoiles a cambiar de dirección para hacerlos pasar por tubos, se consiguió acortar las calderas gasoil, mejorando notablemente las tasas de transferencia de calor. La caldera paquete multitubular moderna es el estado actual de este proceso evolutivo.

Estas calderas gasoil se clasifican de acuerdo al número de pasos; es decir, de acuerdo al número de veces que los productos de combustión calientes pasan a través de la caldera. El diseño más común corresponde a las calderas gasoil de tres pasos, siendo el primero de ellos la cámara de combustión y los dos siguientes los pasos a través de los tubos.

calderas gasoil de Llama Reversa

Este diseño es una variación del diseño convencional de calderas gasoil. La cámara de combustión tiene la forma de un dedal; el quemador está instalado en su extremo abierto normalmente por debajo del centro. La llama retorna sobre sí misma dentro de la cámara de combustión para volver hacia el frente de calderas gasoil. Los tubos de humo rodean el dedal y permiten el paso de los productos de combustión calientes a la parte trasera de la caldera y a la chimenea.

Cuando James Watt observo que se podría utilizar el vapor como un fuerza económica que remplazaría la fuerza animal y manual, se empezó a desarrollar la fabricación de calderas gasoil, hasta llegar a las que actualmente tienen mayor uso en las distintas industrias de nuestro país.

Las primeras calderas gasoil tenían el inconveniente que los gasoiles calientes estaban en contacto solamente con su base, y en consecuencia se aprovechaba mal el calor del combustible. Debido a esto las instalaciones industriales fueron perfeccionándose, colocándose el hogar en el interior de la caldera y posteriormente se le introdujeron tubos, para aumentar la superficie de calefacción. Si por el interior de los tubos circulan gasoiles o agua, se les clasifican en calderas gasoil igneotubulares (tubos de Humo) y calderas gasoil acuotubulares (Tubos de agua) .

calderas gasoil Igneotubulares o Pirotubulares:

Son aquellas en que los gasoiles y humos provenientes de la combustión pasan por tubos que se encuentran sumergidos en el agua.

Ventajas:

Menor costo inicial debido a su simplicidad de diseño.

Mayor flexibilidad de operación

Menores exigencias de pureza en el agua de alimentación.

Inconvenientes:

Mayor tamaño y peso.

Mayor tiempo para subir presión y entrar en funcionamiento.

No son empleables para altas presiones

 

 

calderas gasoil Acuotubulares:

Son aquellas en que los gasoiles y humos provenientes de la combustión rodean tubos por cuyo interior circula agua.

Ventajas:

Pueden ser puestas en marcha rápidamente.

Son pequeñas y eficientes.

Trabajan a 30 o mas atm.

Inconvenientes:

Mayor costo

Debe ser alimentadas con agua de gran pureza.

 

 

 

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octubre 22, 2009
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crr1

crs1

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Funcionamiento y tipo de encendido de los calentadores de agua instantáneos

Detalles del mecanismo y su funcionamiento

Hay una gran parte de la población que dispone de calentadores de combustible gas para disfrutar de un agua caliente en su casa. Hay varios modelos y tipos de calentadores pero, en esta ocasión, le vamos a explicar el funcionamiento y manejo de encendido de los que son mayoría, los de tipo calentador instantáneo.

Los calentadores instantáneos de gas están constituidos por un quemador para la combustión, cuya llama que tiene se produce en la cámara de combustión. Ésta puede ir en una serie de espiras de tubo de cobre (soldadas a ella externamente) dentro de las que circula el agua que procede de la instalación de agua sanitaria de la casa. Cuando se abre un grifo de agua caliente de cualquier baño o cocina alimentado por el calentador, el flujo de agua que se distribuye el tubo al hacer el recorrido ocasiona una variación de presión en la válvula de agua que acciona una membrana que a su vez acciona el paso de gas al quemador del calefactor, que al contacto con una llama piloto encendida previamente produce una combustión.

Este tipo de calentadores hoy en día es el más utilizado, ya que no es caro, ocupa poco espacio y es de gran utilidad, especialmente si la presión del agua es fuerte y no sufre variaciones.

Otro de los factores que contribuye al éxito y la aceptación de este tipo de calentadores es que su encendido es muy sencillo. Normalmente, el encendido de la llama piloto suele realizarse mediante un sistema pulsador de piezoeléctrico que consiste en que una vez abierta la llave de gas, se aprieta el pulsador una o más veces hasta que la chispa produce una llama. Al cabo de pocos segundos, de estar apretando el pulsador se podrá soltar, y conservara encendida la llama piloto. De esta forma, el calentador ya estará en condiciones de actuar para que el quemador pueda encenderse al abrir un grifo.

Se aconseja poner en marcha el aparato de agua caliente instantáneo durante unos veinte minutos después de haberlo instalado y ponerlo en marcha la primera vez.

Por lo general, todos los calentadores de agua de gas se suministran con la válvula reguladora para el tipo de gas más utilizado por ejemplo Gas natural o propano. Hay que tener esto siempre en cuenta porque si la casa se suministra con un gas distinto del que suele hallarse en la población, hay que pedir que la válvula se acta para el gas de suministro, estas operaciones solo pueden realizarse por personal autorizado.

 

Calentadores instantáneos

Los calentadores de agua, o llamados calefont o boiler, es un aparato termodinámico que utiliza energía gas u otros combustibles para subir la temperatura del agua. Entre los usos domésticos y comerciales del agua caliente están la limpieza, los baños, las duchas para la cocina o la higiene en general. A nivel de las industrias los usos son de varios tipos tanto para el agua caliente sanitaria como para agua caliente de muchos usos.

Hay muchos tipos de combustibles los más utilizados son gas natural y otros, como el gas propano (GLP) gases licuados del pretróleo, queroseno, carbón y electricidad. Otros combustibles alternativos como la energía solar, bombas de calor (aire acondicionado) de los aparatos de aire acondicionado, calor reciclado de aguas residuales (no aguas negras) y hasta energía geotérmica. Estas energías normalmente se apoyan con energias tradicionales.

Los varios tipos de calentadores de agua más conocidos son: calentadores de punto, calentadores de paso de agua (sin tanque), calentadores de acumulación (termos) y las calderas también de calefacción (para recirculación).

En las necesidades de cada casa esta el tipo de calentador y el tipo de combustible a seleccionar depende de varios factores como el calor del agua que se desea alcanzar, suministro del combustible, costo del combustible, costo del mantenimiento, y el espacio físico disponible, caudal de agua requerido por el usuario, clima de la población, y costo del calentadores a comprar.

¿Cómo funcionan los calentadores de varios tipos?

El calentador eléctrico o termo tiene un depósito donde va acumulando el agua caliente poco a poco va alcanzando la temperatura marcada en su termostato se apaga al alcanzarla. Este proceso lleva su tiempo incluso puede durar unos 90 minutos. Después de estar caliente, durante el transcurso del día va cogiendo la temperatura a base de prenderse y apagarse para mantener el agua de su depósito caliente, ya sea porque se abrió una grifo de agua caliente o porque el agua del depósito a perdido temperatura. De esta manera un calentador de depósito desperdicia energía calentando un agua que puede que nadie utilice en un tiempo.

Cambiar los calentadores de agua caliente

Puede que su reconfortante ducha caliente ya no sea ni tan larga ni tan caliente como antes. Puede que usted haya instalado un lavavajillas. O puede que su familia ha aumentado el baño o se utiliza más y se lava más ropa que antes.

Puede probablemente que haya llegado la hora de cambiar o modernizar su calentador de agua calinté. Si bien vale con tener ciertos conocimientos y unas cuantas horas para hacer este trabajo, lo mejor seria que tenga una persona que le ayude para mover los calentadores de agua a instalar.

 

 

 

Varios Tipos de calentadores del mercado:

calentadores Monocuerpo

calentadores Bicuerpo

calentadores Tricuerpo

 

calentadores de agua
De toda la electricidad consumida por un hogar promedio, cerca del 20% se utiliza para calentar el agua para baños, lavadoras y lavaplatos.  Ahorrar dinero en su calentadores de agua no significa tomar baños fríos.  Algunos calentadores de agua consumen menos electricidad que otros.  Independientemente de cuál sea su modelo, los siguientes pasos simples reducirán su consumo de agua caliente sin afectar perceptiblemente su estilo de vida.
Baje la temperatura

Intente programar el termostato de su calentadores de agua en la posición “baja” o a 120° F.  A esta temperatura, el agua debería estar suficientemente caliente para responder a la mayoría de las necesidades de la casa.  Si no, aumente la temperatura del calentadores de agua algunos grados a la vez hasta estar satisfecho.  Por cada 10° F que reduzca la temperatura del calentadores de agua, ahorra hasta un 11% en sus costos de calentamiento del agua.  Una temperatura más baja puede también aumentar la vida útil de su tanque de agua

NOTA: Si utiliza un lavaplatos, se recomienda programar la temperatura a 140° F.  Sin embargo, si su lavaplatos tiene una unidad incorporada para calentar el agua o utiliza un calentadores de agua instantáneo, la temperatura de su calentadores de agua se puede programar en el punto “bajo” o a 120° F.  Estos modelos calientan la temperatura del agua a 140° F conforme esta entra en el lavaplatos.

Dé a su calentadores de agua sus merecidas vacaciones.
Cuando esté fuera de su hogar por un fin de semana o más, apague su calentadores de agua eléctrico (consulte el manual de funcionamiento para leer las instrucciones del fabricante), o si tiene un calentadores de agua que funciona a gas, prográmelo en la posición “piloto”.  La forma más fácil de apagar un calentadores de agua eléctrico es usando el panel del interruptor.  No es recomendable apagar un calentadores de agua durante un período inferior a 48 horas.

 

 

 

 

 

 

 

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Historia de la calefaccion

En épocas remotas, se utilizaba como método de calefaccion el fuego en la habitación. A su alrededor los humanos fueron añadiendo dispositivos para mejorar el rendimiento y también la estética (chimenea para evacuar los humos, bocas decoradas, etc).

Los romanos inventaron el primer sistema de calefaccion, en el que el fuego no estaba en el propio recinto. Se denominó hipocausto, el cual consistía en una serie de conductos bajo el solado que llevaban los gases calientes de un fuego situado en otro local. En la Castilla medieval y en épocas recientes, segunda mitrad del siglo XX, se usaba este sistema con el nombre de gloria. Las ventajas de este tipo de instalación son:

  • El aire de combustión no barre el ambiente, como en el fuego abierto, y se evita el enfriamiento;
  • La regulación de la potencia se hace regulando la entrada de aire, lo que no se puede hacer en los fuegos en el local;
  • El fuego no está al alcance de la gente, evitando quemaduras, especialmente a los niños.

Benjamín Franklin inventó la estufa salamandra, el primer artefacto no integrado en la construcción, que permite una mejor regulación de la combustión y mejor control del humo, por lo que también suponía un ahorro de combustible. De todos modos, frente al hipocausto y a la gloria, tiene el inconveniente de que la combustión se hace en el local a calefactar, por lo que debe tener una entrada de aire que enfría el ambiente.

Durante muchísimos años, en realidad durante casi toda la historia de la humanidad, el Hombre ha buscado sobrevivir a las inclemencias del tiempo, primero, y hacer más cómoda su vida, luego. El frío fue siempre si no un enemigo, una molestia, y las personas han calefaccionado sus viviendas y lugares de actividad para no sufrir las consecuencias de la exposición prolongada.

Los primeros sistemas de calefaccion se basaron simplemente en una fogata a la que se le fueron agregando artefactos de ventilación, nuevos combustibles hasta llegar a la calefaccion solar, pasando por la calefaccion eléctrica. La utilización de la electricidad ha aumentando considerablemente tanto en las viviendas como en los edificios comerciales o públicos

Historia de los sistemas de calefaccion

Gilbert utiliza el término electricidad,  del Griego “elektron” (ambar). Leyden,  Von Kleist, Van  Musschenbroeck, Franklin, Galvani, Volta, Humphry Davy, Oersted, Olmh, Alva Edison, Hertz, Westinghouse, entre otros se encargaron de desarrollar la electricidad. La calefaccion eléctrica suele ser más cara que la obtenida por la combustión de materiales pero su bajo mantenimiento y limpieza justifican su uso. También es mucho más sencilla su instalación, debido a que la calefaccion eléctrica prescinde de grandes espacios para la conducción del calor y los aparatos utilizados pueden ubicarse en los lugares más cómodos del edificio. Es importante también la velocidad de producción del calor dentro del ambiente, a diferencia de la calefaccion a caldera. Economía, limpieza y seguridad son razones de peso para la elección de calefaccion eléctrica.
El aprovechamiento de la energía eléctrica es total; su rendimiento es el ciento por ciento convertido en energía calórica y permite, en horarios de tarifa reducida, sacar ventajas sustanciales frente a otros sistemas. Su falta de necesidad de mantenimiento la torna aún más conveniente, además de instalarse con facilidad aún después de construido el edificio (en caso de calefaccion central). La calefaccion eléctrica no produce emanaciones por lo que no compromete la salud de los usuarios ni del medio ambiente. El único aspecto inseguro de la calefaccion eléctrica es la posibilidad de cortocircuito, presente en toda instalación eléctrica que no recibe los cuidados necesarios, y que no debe considerárselo en desmedro de un sistema de calefaccion.

Tipos y usos de la calefaccion electrica

A pesar de todas estas ventajas recién en los últimos años ha ganado terreno, por mucho tiempo considerado caro y de poca eficacia. La creación de losa radiante eléctrica ha dado auge a la calefaccion eléctrica en muchos países de Europa, tanto en viviendas como el locales comerciales, en la industria y en los edificios públicos. La calefaccion eléctrica puede ser por acumulación o por sistemas directos. La calefaccion eléctrica por acumulación se consigue a través de acumuladores de calor en cuyo interior poseen material refractario con resistencias eléctricas que capturan el calor durante las horas de tarifa reducida para emitirlo a discreción del usuario durante las horas del día. La calefaccion eléctrica por acumulación no es un mal sistema para zonas sin grandes disminuciones de temperatura en invierno (no son aconsejables para temperaturas menores a 0 grado centígrado pues  lo torna ineficiente). La calefaccion eléctrica individual se consigue a través de los conocidos radiadores y convectores, ideales para espacios pequeños.

Tipos y usos de la calefaccion a gas

El sistema de calefaccion a gas, generalmente gas natural, es tal vez uno de los más utilizados en nuestras ciudades. A grandes rasgos se basa en el uso de una caldera que calienta agua mediante la combustión de gas natural haciéndola circular por los radiadores repartidos por toda la casa.

Las ventajas que ofrece un sistema de calefaccion a gas son básicamente: el calor se reparte uniformemente por toda la casa, no hay que preocuparse por pedidos de suministro, no se almacena combustible, el uso de calderas asegura que siempre se disponga de agua caliente, la combustión de gas natural es limpia, y resulta un sistema económico que no depende de determinados periodos de funcionamiento como podrían ser los acumuladores eléctricos.

La caldera:

La pieza central de un sistema de calefaccion a gas es la caldera. En ella se quema el gas utilizándose el calor desprendido para calentar el agua que circulará por los radiadores de toda la casa, así como por las conducciones de agua corriente. Las calderas de gas, de tipo mural, se clasifican según sus prestaciones en:

- Calderas de calefaccion, destinadas únicamente a alimentar los radiadores.

- Calderas mixtas, destinadas tanto a calefaccion, como a la producción de agua caliente. Una limitación de este tipo de calderas es que cuantos más grifos se abran simultáneamente usando agua caliente, menor será el caudal total disponible.

- Calderas mixtas por acumulación, al igual que las mixtas permiten utilizar la calefaccion y la producción de agua caliente de forma simultánea, pero incorporan un depósito de agua de forma que nunca nos encontremos con limitaciones a la hora de usar agua caliente al mismo tiempo que se tenga conectada la calefaccion a gas. 

 

Las calderas pueden ser de tiro natural (atmosférica), o de tiro forzado. En las primeras los gase se expulsan a través de una chimenea a la que se debe garantizar el tiro para evitar que los gases se acumulen en la vivienda. Las segundas, las calderas de tiro forzado, utilizan un ventilador para expulsar los gases al exterior. Dentro de las calderas de gas de tiro forzado, podemos encontrarlas completamente estancas, que son las que ofrecen la mayor seguridad en el hogar pues se aisla completamente la vivienda de los productos de la combustión. La entrada y salida de aire se fuerza mediante ventiladores a través de los conductos apropiados.

Elegir sistema de calefaccion

La calefaccion representa el 64% del consumo energético total de una casa, gasto que se puede rebajar si se instala el sistema más adecuado para cada caso

Las bajas temperaturas propias de la época invernal en la que estamos, han obligado a que en muchos hogares se pongan en marcha los sistemas de calefaccion. En nuestro país más de un millón de viviendas dispone de calefaccion colectiva y más de tres millones cuentan con un sistema individual (electricidad, gas natural, propano, butano, fuel…), con el consiguiente incremento del consumo energético.

Según datos del Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE), del Ministerio de Industria y Energía, más de la cuarta parte del consumo final de energía y de las emisiones de CO2, tienen su origen en los hogares españoles (vivienda y vehículos). Un estudio elaborado por este organismo señala que cada familia gasta por término medio 1.200 euros anuales en energía y emite 4’6 toneladas de CO2. La suma del gasto familiar alcanza la cifra de más de 15.000 millones de euros, lo que representa un 3’5 % del Producto Interior Bruto (PIB). El consumo se distribuye a partes iguales entre la vivienda y el vehículo privado.

La calefaccion representa el 64% del consumo energético total de una casa; un gasto excesivo que se puede rebajar si realizamos un uso correcto de los sistemas de calefaccion. Elegir el sistema de calefaccion más adecuado para cada vivienda y familia es una tarea que requiere un concienzudo estudio de las características de nuestro hogar, del coste que estamos dispuestos a asumir y del tipo de clima del lugar donde residamos. La oferta es amplia y hay sistemas para todas las necesidades.

La energía elegida para calentar el 34% de los hogares españoles es el gas natural. Cataluña, Madrid, el País Vasco, Cantabria y Baleares, son, por este orden, las Comunidades Autónomas que hacen un mayor uso del gas natural como fuente de calefaccion. La electricidad es la fuente de energía por la que han optado Comunidades con una climatología más benévola, alcanzando el 12% del consumo energético total. En Canarias, Andalucía, Murcia, Extremadura y Baleares la mayoría de las viviendas tienen en la electricidad su fuente de calor.

Tipos de calefaccion

calefaccion eléctrica. Acumuladores.

Los acumuladores de calor son aparatos de aspecto similar a una estufa o radiador que consumen energía eléctrica para producir y almacenar calor durante la noche, aprovechando la tarifa nocturna -que es durante la noche más de un 53% más barata- en un máximo de ocho horas-. Los acumuladores “sueltan” el calor a lo largo del día, a medida que las necesidades de calefaccion lo requieren.

Hay dos tipos de acumuladores: estáticos y dinámicos. Los primeros son los más adecuados para habitaciones pequeñas, con necesidades permanentes de calefaccion, y en las que no se desea un control exacto de la temperatura. La regulación de descarga de los dinámicos es mejor, por lo que su instalación resulta más aconsejable en espacios más grandes, y en dependencias en las que se desee una regulación de temperatura más fina o una restitución más rápida de calor.

Pros. Máximo rendimiento con un mantenimiento nulo. El coste con tarifa nocturna es menor al de los sistemas de gas. Permite regular diferentes temperaturas en la vivienda, y puede instalarse en cualquier lugar, sin necesidad de obra. No consume oxígeno en el punto de producción, ni produce humos ni gases contaminantes, y reduce el riesgo por coexistencia entre gas y electricidad.

  • Contras. Precio elevado en comparación con los aparatos eléctricos tradicionales. Sin embargo, si se comprara con sistemas basados en caldera y circuito de agua los precios son muy competitivos. La regulación de la descarga de calor es peor que con los aparatos eléctricos convencionales, ya que una parte del calor almacenado se descarga sin intervención del usuario. En viviendas antiguas, con una instalación eléctrica deficiente, suele requerir una reforma intensiva de la instalación eléctrica, lo que encarece notablemente el precio final. Además, el precio del kilovatio por hora sufre durante el día un incremento del 3%.

calefaccion radiante

La calefaccion radial es el sistema de transmisión de calor más natural, y consiste en una estructura de tuberías bajo el suelo que contienen agua caliente; la superficie de calor es mayor y realmente el cuerpo no llega a sentir ni frío ni calor, sino que se mantiene a su temperatura natural (35ºC ó 36ºC). Se puede integrar en el suelo, techo o paredes, aunque es más efectiva en los dos últimos. Y es que la energía radiante viaja a través del espacio sin calentar el propio espacio: únicamente se convierte en calor cuando contacta con una superficie más fría.

Pros Es invisible y confortable. Proporciona un calor más sano, ya que no reseca el ambiente. El calor se expande rápida y uniformemente por toda la casa, logrando alcanzar una serie de grados de forma homogénea en toda la casa. El suelo radiante dirige el calor al interior del espacio y reduce o elimina las temperaturas excesivas en las paredes exteriores y los techos. Esto puede producir ahorro de energía de entre un 10 y un 30%. Los sistemas de suelo radiante también son capaces de refrescar el ambiente haciendo circular agua fresca en vez de caliente.

  • Contras. Para su instalación, y para detectar y subsanar posibles averías hay que levantar el suelo de la vivienda. No es recomendable en casas pequeñas, ni en climas muy templados. Es una alternativa cara si sólo se va usar dos o tres meses al año.

Bombas de calor

Este sistema, similar a los aparatos de aire acondicionado, permite disfrutar de una temperatura ideal durante todo el año: calefaccion en invierno, aire acondicionado en verano y deshumedectación en épocas intermedias, en un único aparato. Esta posibilidad de frío/calor hace de los aparatos con bomba de calor el sistema ideal para zonas templadas o cálidas. Para obtener el máximo confort es imprescindible que el cálculo de las frigorías y calorías necesarias se realice con fiabilidad suficiente. A modo de ejemplo, se puede decir que para enfriar o calentar un dormitorio es necesario un aparato de unas 1.750 frigorías/calorías y para un salón de 25 m2., uno de 3.000 frigorías/calorías aproximadamente.

Pros. La gran ventaja de la bomba de calor reside en su eficiencia energética en calefaccion, puesto que es capaz de aportar más energía que la que consume, aproximadamente entre 2 y 3 veces más. Para lograr el mismo efecto consume menos energía (entre un 30% y un 65%) que otros aparatos o sistemas de calefaccion y su coste es más reducido. Reúne dos servicios en un solo aparato y una sola instalación, lo que limita la inversión necesaria y simplifica las instalaciones. No hay peligro de incendio o explosión, ya que no existe acumulación de combustibles ni tuberías de combustibles o llama. No existe riesgo de intoxicación, ya que no tiene salida de humos.

  • Contras. En zonas donde las condiciones climáticas invernales son especialmente adversas o cuando la temperatura exterior es muy baja, puede tener dificultades para aportar todo el calor necesario. Si se instala la bomba de calor por conductos, el presupuesto se eleva considerablemente, cerca de 6.000 euros, ya que es preciso bajar los techos de la vivienda, incorporar conductos, etc.

Gas natural

Este sistema de calefaccion es uno de los más empleados. El gas natural es limpio, no contamina y es eficaz. La calefaccion individual de gas natural calienta los hogares a través de radiadores por toda la casa, y se caracteriza por ser un combustible cómodo pues no hay que preocuparse ni de su almacenamiento ni de su distribución. Una vez instalado, puede ser utilizado tanto como calefaccion como para la producción de agua caliente y para la cocina.

Pros. Permite una fácil regulación del calor por las habitaciones. Además, no requiere de tanques de combustible, ahorrándose el mantenimiento, revisiones y la preocupación de hacer el pedido cada cierto tiempo. Es posible mantener toda la casa a la misma temperatura, evitando los molestos cambios bruscos de temperatura de una habitación a otra. La colocación estratégica de los radiadores permite un calor homogéneo en toda la casa. El sistema de radiadores ofrece un calor saludable, sin excesos, gradual y uniforme evitando los sistemas de aire tan perjudiciales para las personas con problemas alérgicos o respiratorios, ni combustiones que emitan gases tóxicos.

  • Contras. No todas las poblaciones tienen acceso a la red de gas natural. En las viviendas donde no haya una instalación previa (caldera, radiadores, …) el coste se incrementa considerablemente.

Elegir la calefaccion más adecuada

  • Si su vivienda se encuentra en una zona fría, elija un sistema de calefaccion que mantenga el calor de forma constante.
  • En caso de que su hogar esté ubicado en una zona cálida, será suficiente con un sistema de calefaccion que permita lograr la temperatura ideal de forma puntual.
  • Estudie las posibilidades técnicas de efectuar la obra que conlleva la instalación. Sopese el desembolso económico que supondrá y piense en cuántos años lo amortizará.
  • Para optar por una fuente de energía de suministro continuo es necesario que su vivienda esté situada en una zona donde haya red de distribución y que disponga de acometida (llave de edificio).
  • Cuando se trata de sistemas de calefaccion que precisan el suministro de combustible a granel (bombonas de butano, gasóleo…) deberá conocer el servicio de reparto, la frecuencia de la distribución y la accesibilidad de los vehículos de transporte a la vivienda. Si su vivienda se encuentra en un área de frecuentes nevadas, tenga en cuenta que el suministro de combustible puede verse interrumpido por la inaccesibilidad de los camiones de reparto.
  • Tenga en cuenta el mantenimiento posterior que va a necesitar el sistema de calefaccion que elija, ya que será un gasto para toda su vida útil. Todas las instalaciones de calefaccion, a excepción de la eléctrica, requieren de inspecciones periódicas que deben ser realizadas por empresas instaladoras autorizadas.
  • Antes de decidirse por uno u otro sistema de calefaccion, no olvide que en algunos casos es necesario almacenar combustible, con la consiguiente posibilidad de explosiones, fugas o fuegos.

Además deberá tener en cuenta:

  • Las dimensiones de la vivienda, su orientación, uso y la necesidad de calentarla total o parcialmente.
  • El espacio disponible para la ubicación del sistema de calefaccion elegido.
  • La existencia o no de un sistema de calefaccion anterior.
  • La necesidad o no de disponer de suministro de agua caliente.
  • El uso que se haga de la instalación (las horas que permanezca en casa).

 

 

 

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