Usos para calderas industriales en Colombia

1. Usos de las calderas
2. Usos de las calderas industriales
3. ¿Cómo funcionan las calderas industriales? 
4. Tipos de calderas industriales
5. Preguntas frecuentes

Usos de las calderas

Este artículo lo dedicaremos principalmente a los diferentes usos de las calderas industriales en los sectores de mayor relevancia en el territorio colombiano, a la manera en que funcionan y a los distintos tipos de calderas que podemos encontrar en el mercado hoy en día.

Además de reducir el impacto ambiental de las actividades industriales en el medio ambiente, permitimos por medio de estos equipos a las industrias colombianas reducir costos por el uso responsable de las fuentes de energía, hoy en día se puede emplear diferentes tipos de combustible tales como la biomasa o biodiésel para alimentarlas, una alternativa más barata que otros combustibles fósiles o líquidos.

Las calderas son equipos térmicos de presión diseñados con la principal función de generar vapor que se aprovecha en diferentes procesos industriales, siendo aproximadamente del 75% en territorio colombiano.

Por lo anterior, cada vez es más común encontrar calderas en centrales termoeléctricas y en otras industrias que desean reducir costos generando su propia electricidad o reutilizando los diferentes residuos sólidos que anteriormente se desechaban al no considerarse útiles. 

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Usos de las calderas industriales

Existen diferentes tipos de estos equipos, resaltando que cada una posee un diseño y modo de funcionamiento particular que las hace más o menos adecuadas para determinadas aplicaciones ingenieriles. A continuación te presentamos algunos de los usos de las calderas industriales en el país: 

• En el sector alimenticio, se emplean las calderas para la esterilización de utensilios, recipientes y superficies de preparación e incluso se emplean en algunos procesos de transformación de alimentos. Ejemplo de esto, el montaje que se realizó en las instalaciones del Hospital Militar para dar suministro de vapor a marmitas en la cocina.

En la industria alimenticia también se emplean las calderas para la esterilización de utensilios, recipientes y superficies de preparación e incluso se emplean en algunos procesos de transformación de alimentos.

• En sector hospitalario y farmacéutico, el uso de una caldera tiene gran importancia, ya que se emplea para esterilizar la instrumentación por medio del paso a autoclaves de vapor saturado, proceso de suma importancia para garantizar la calidad y seguridad de los procesos que se llevan a cabo.

Además, es utilizada en la transformación de componentes químicos base para el proceso de preparación de medicamentos, así como en la preparación de composiciones moleculares para preparar materias primas utilizadas para la elaboración de fármacos. 

Teniendo un claro ejemplo, como lo es, la instalación de calderas Pirotubulares en el Bioterio del Instituto Nacional de Salud en la ciudad de Bogotá para poder manejar y controlar la temperatura de los criaderos de cada uno de los animales que son utilizados como reactivos biológicos en protocolos experimentales. 

• En sector hotelero y de restaurantes, las calderas son necesarias para suministrar los servicios básicos de agua en habitaciones, lavandería y cocina, pues existe una gran demanda y un calentador de dimensiones convencionales de poca potencia no estaría en las condiciones de satisfacer las demandas necesarias de calentamiento de todos los usuarios al mismo tiempo.

• Industria textil y de confección: En la industria textil, el teñido preciso y uniforme es fundamental para la creación de telas vibrantes y atractivas. Las calderas industriales permiten mantener un control preciso de las temperaturas durante estos procesos, asegurando resultados consistentes. Además, en la fase de lavado, las calderas desempeñan un papel crucial al proporcionar agua caliente necesaria para eliminar residuos y asegurar la calidad final de los productos textiles.

Otro aspecto vital en la industria textil es el control de la humedad durante diversos procesos. Las calderas industriales contribuyen significativamente al mantenimiento de condiciones óptimas de humedad, garantizando la integridad de las fibras y mejorando la eficiencia de los procesos de hilado y tejido. Este control preciso se traduce en una producción más eficiente y en productos finales de alta calidad.

• Generación de energía en plantas industriales: La versatilidad de las calderas industriales en Colombia es evidente en su capacidad para utilizar una variedad de combustibles, desde gas natural hasta biomasa. Esta flexibilidad no solo asegura la disponibilidad constante de energía, sino que también permite a las plantas adaptarse a cambios en los precios y la disponibilidad de combustibles. Además de la generación eléctrica, el vapor producido por las calderas se emplea en diversos procesos industriales, ampliando su utilidad en la optimización de operaciones.

• En el sector petrolero, en muchos de sus procesos requiere de vapor, por lo que las calderas son utilizadas para cubrir esa necesidad. Por ejemplo, se utiliza para disminuir la densidad de fluidos con el fin de acelerar su transportación por tuberías, en la fusión de algunas sustancias, para la homogeneización de materias primas y en la fundición de petroquímicos, para fabricar ciertos productos. Cabe resaltar que estas calderas poseen un cambio de combustible debido a la disponibilidad de crudo en los campos petroleros para los cuales se trabaja Gemlsa SAS.
  

¿Cómo funcionan las calderas industriales?

Ya que hemos hablado de algunos de los usos de las calderas industriales, explicaremos a grandes rasgos cómo es que funcionan. Bien, el funcionamiento de una caldera está basado en los principios de la transferencia de calor y de presión en recipientes herméticos para producir energía a partir de la fabricación y transporte de flujo de vapor.

Las calderas cuentan con un tanque y sistemas de tuberías por los que circula un fluido, que puede ser agua o aceite térmico, a una presión constante y por la transferencia de calor hacia el fluido este cambia de fase (líquido a gaseoso) y sé transforma en vapor saturado para calderas pirotubulares y sobrecalentados en calderas acuotubulares.

El vapor saturado, además de las aplicaciones específicas de las que ya hablamos, dependiendo de su caudal, temperatura y presión, se puede usar para calentar maquinaria y equipos de proceso, generar fuerza motriz mecánica a través de máquinas de vapor o turbinas y generar energía eléctrica por turbinas.

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Tipos de calderas industriales

Como ya mencionamos, existen diferentes tipos de calderas, pero por lo regular se fabrican a base de acero laminado con hierro fundido y templado, materiales que son altamente resistentes a temperaturas elevadas y a variaciones ambientales.

En su estructura presentan un componente llamado hogar, que es la parte de la máquina que entra en contacto directo con la flama que producirá el calor, tienen además quemadores, tubos, pantallas, sobre calentadores, un generador y un atemperador.

Según su modo de funcionamiento y diseño encontramos los siguientes tipos de calderas:

Pirotubulares

Tienen un sistema de tuberías que atraviesan tanques de contención de líquidos. Las tuberías transportan gas a altas temperaturas y los fluidos, al contacto con los tubos, se evaporan y forman el vapor saturado. Son calderas utilizadas principalmente en instalaciones de calefacción.

Acuotubulares

En estas calderas el fluido se desplaza dentro de un sistema de tuberías y puede salir a altas presiones. Son un tipo de calderas que se distingue por una gran capacidad de generación de vapor y por ello son las más utilizadas en centrales termoeléctricas.

De hogar presurizado

Funcionan de manera automática y se fabrican en acero. Presentan una cámara de combustión en forma cónica en la que se genera un flujo de gases turbulento para incrementar la transferencia de calor.

De calefón

Son un tipo de caldera acuotubular que se caracteriza porque el fluido cambia de fase dentro de un serpentín de cobre que se expone directamente al fuego de los quemadores.

De fundición seccional

El fluido en estas calderas circula por secciones huecas de fusión de hierro. 

Además, según el tipo de combustible que utilizan se pueden clasificar en:

Calderas de combustibles líquidos

Utilizan combustibles con una viscosidad de entre 30 y 40 cSt y en caso de que presenten una viscosidad mayor es necesario precalentarlos para reducir la viscosidad y bombearlos eficientemente hacia los quemadores. Los quemadores en calderas que emplean combustibles líquidos por lo regular se instalan en posición horizontal.

Calderas de combustibles gaseosos

Pueden utilizar gas natural, gas LP, propano o gas obtenido de gasificadores. Los quemadores de estas calderas tienen poca presión, por lo que es necesario equiparlas con sistemas de reducción de presión. Los riesgos de explosiones por acumulación de gas en estas calderas son elevadas, por los que es de suma importancia seguir las medidas de seguridad recomendadas.

Calderas de combustibles sólidos

Emplean leña, desechos de producción y carbón, entre otros materiales. Para garantizar la eficiencia del tipo de la maquinaria que emplea combustibles sólidos, es necesario contar con tecnología adicional que permita quemarlos correctamente, como molinos de pulverización o grillas.

Las calderas de este tipo tienen un diseño complejo, pues un factor determinante para su funcionamiento es que se le suministre el suficiente aire para la combustión, además necesitan de un sistema para que las partículas se quemen completamente y se pueda disponer correctamente de las cenizas.

Independientemente del tipo de caldera con que se cuente, es indispensable que se realice un correcto mantenimiento preventivo de estos equipos, siempre bajo la constante supervisión de un profesional capacitado en el tema, para disminuir los riesgos por accidentes y que el funcionamiento y usos de las calderas industriales sea el correcto.

Preguntas frecuentes

Si necesitas y estás buscando calderas de calidad reconocida a nivel nacional, ponte en contacto con Gemlsa y recibirás más información detallada que pueda resolver o mejorar cualquier procedimiento de su empresa.

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