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Este articulo lo dedicaremos principalmente a los diferentes usos que se le da a una caldera 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 biodisel 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. 

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.

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 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 biológicas en protocolos experimentales.[1]

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.

Por otro lado, 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.

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 homogenización 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.

Ya que hemos hablado de algunas de las aplicaciones que tienen este tipo de máquinas 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 éste cambia de fase (líquido a gaseoso) y se transforma en vapor saturado para calderas piros tubulares 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.

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 presurizados: 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.[2]

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 elevados 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 mal funcionamiento garantizando la calidad de sus procesos.

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

[1]Juan Manuel Baamonde  (2013). ¿Qué es un Bioterio?, Spain, Tomado de: https://www.bioterios.com/post.php?s=2013-06-30-qu-es-un-bioterio

[2] IngenioVirtual  (2015). Contenidos MultimediaInfografía 2D y 3D . Spain, Tomado de: https://www.ingeniovirtual.com/tipos-de-calderas-y-calentadores/.

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