¿Para qué se utilizan las calderas en la industria?

Las calderas de gas se emplean en los hogares para mantenerlos confortables. No obstante, sus usos son mucho más diversos. ¿Sabes para qué se utilizan las calderas en la industria? En este post, ¡te lo contamos!

¿Qué son las calderas industriales?

Las calderas en la industria también se llaman generadores de calor, pues su objetivo principal es quemar combustible y calentar agua hasta crear vapor. Éste se expulsa por tuberías y es aprovechado en procesos industriales.

Las calderas o generadores de calor son un ejemplo clásico de transferencia de calor.

Partes de las calderas industriales

Las calderas industriales están formadas por:

• Cámara de vapor: Es el espacio donde se acumula el vapor generado. La cámara permite que el vapor se separe del agua y alcance una calidad y presión adecuadas antes de ser enviado a los sistemas que lo utilizarán.
• Caja de humos: Es una sección de la caldera donde los gases de combustión se recogen antes de ser expulsados a través de la chimenea. Puede contener dispositivos para recuperar calor o limpiar los gases.
• Circuito de agua: Es el sistema de tuberías y componentes que lleva agua a través de la caldera. El agua se calienta y convierte en vapor, y este circuito también puede incluir componentes para tratar y purificar el agua.
• Circuito de humos: Es el camino que siguen los gases de combustión a través de la caldera. Esto incluye la trayectoria desde el quemador hasta la chimenea, y puede pasar por intercambiadores de calor y otros dispositivos.
• Chimenea: Es la estructura que permite la expulsión de los gases de combustión al exterior. La chimenea debe ser diseñada para llevar los gases a una altura donde no causen problemas ambientales o de salud.
• Quemador o quemadores: Son los dispositivos que producen la llama y el calor necesario para convertir el agua en vapor. Pueden ser diseñados para quemar diferentes tipos de combustible, como gas, petróleo o carbón.
• Hogar: Es la parte de la caldera donde se produce la combustión. El hogar debe estar diseñado para contener y controlar la llama, y para transferir eficientemente el calor al agua.
• Salida de agua: Es el punto donde el agua que no se ha convertido en vapor, o que ha sido condensada de nuevo a líquido, sale de la caldera. Esto puede ser parte de un proceso de recirculación o enfriamiento.
• Salida de vapor: Es el punto donde el vapor sale de la caldera y se dirige hacia los sistemas que lo utilizarán. La salida de vapor debe estar diseñada para manejar la presión y la temperatura del vapor, y puede incluir válvulas y otros dispositivos de control.

Dicho esto, ¿cómo trabajan estos aparatos? Te lo contamos a continuación.

Funcionamiento de las calderas en la industria

El funcionamiento de las calderas industriales (y de las calderas en general) es bastante sencillo. Se produce una transferencia de calor desde la fuente de alta (es decir, los gases de combustión) hasta la fuente de baja (en otras palabras, el agua). ¿Cómo? A través de mecanismos de conducción generados por el contacto directo entre los gases calientes y las paredes del circuito de agua.

Asimismo, también se transfiere calor por mecanismos de radiación creados por la llama de los quemadores hacia las paredes interiores de la caldera. A su vez, hay mecanismos de convección por el roce de los gases calientes con el metal mojado.

De este modo, se genera vapor, el cual se almacena en una cámara hasta que hay suficiente como para salir mediante tuberías.

Tipos de calderas industriales

Las calderas industriales pueden dividirse de varias maneras: por el fluido que calientan, por su material de fabricación, por su combustible… No obstante, lo habitual es clasificarla en 3 grupos principales:

Calderas industriales pirotubulares

Sus gases de combustión circulan internamente mediante tubos, generando una malla de tuberías en donde sucede la transferencia de calor necesaria para crear el vapor.

Calderas industriales acuotubulares

Su funcionamiento es el opuesto al anterior. En ellas, el agua va dentro de las tuberías y los gases de combustión fuera de ellas. Así, se da la transferencia de calor hacia el interior de los tubos que llevan el agua dentro de la caldera.

Calderas industriales de vaporización instantánea

En éstas, la cantidad de agua es inferior al calor que se produce, en consecuencia, la vaporización del agua es prácticamente inmediata.

¿Qué aplicaciones tienen las calderas en la industria?

Las calderas de agua caliente se emplean, por lo general, para calefacción o para agua caliente doméstica. Sin embargo, sus usos van mucho más allá en el sector industrial:

Generación de energía

Entonces… ¿para qué se utilizan las calderas en la industria? Pues, en primer lugar, para crear electricidad. El vapor saturado posee una enorme cantidad de calor y resulta bastante eficiente al pasar por unidad de masa. ¿En qué consiste este proceso? Al quemar combustible, la caldera produce vapor y éste empuja una turbina.

Calefacción

En la producción industrial, muchas veces se requiere calor. Por ejemplo, en la industria de procesamiento de alimentos, las calderas generan vapor para cocinar, secar y desecar.

Humidificación

El vapor se necesita en los procesos de humidificación de algunas industrias. Por ejemplo, en las de alimentos y bebidas, el vapor puede emplearse para asegurar el contenido de humedad de los productos.

Limpieza

Las calderas de vapor se utilizan en procesos de limpieza y esterilización de equipos. Por ejemplo, en el sector hospitalario o farmacéutico.

Enfriar

Las calderas de vapor pueden emplearse para un enfriamiento rápido, en especial, para trabajar con materiales metálicos.

Mantenimiento constante de las calderas industriales

Las calderas industriales requieren de un mantenimiento continuo. Esto es porque la presión a la que son sometidas hace que siempre esté latente el riesgo de explosión, con consecuencias fatales.

En la búsqueda de calderas más eficientes y ecológicas

Desde las calderas de vapor hasta las calderas de condensación. La evolución de estas máquinas apunta a disminuir las emisiones de gas y producir modelos más sostenibles y eficientes.

Conclusión

Ahora conoces para qué se utilizan las calderas en la industria, en qué consisten, cuáles son sus partes y cómo funcionan. ¡Esperamos que este texto te haya parecido de interés!