¿Cómo funciona el calentamiento industrial? Aceites térmicos

Una de las principales ventajas del aceite térmico es su capacidad para operar a temperaturas muy elevadas, típicamente entre 250°C y 350°C, y hasta 427°C para aceites sintéticos, mientras operan a presiones significativamente bajas. Esta característica fundamental elimina la necesidad de equipos de alta presión y simplifica la instalación, lo que contrasta con los sistemas de vapor, que requieren presiones considerablemente más altas para alcanzar rangos térmicos similares (por ejemplo, 50 bar a 260°C).

El diseño inherente de estos sistemas, que permite operar a altas temperaturas con presiones notablemente bajas, reduce intrínsecamente el riesgo de explosiones en comparación con los sistemas de vapor de alta presión. Además, la ausencia de agua en el circuito de calentamiento elimina problemas comunes como la corrosión, la formación de incrustaciones y la necesidad de un tratamiento continuo del agua. Esto simplifica considerablemente el mantenimiento y contribuye a la reducción de costos operativos y tiempos de inactividad.  

El aceite para transmisión y engranajes transfiere la fuerza del motor, protegiendo engranajes y cojinetes bajo cargas intensas. Un lubricante incorrecto causa desgaste, ruidos, problemas de cambio y puede generar fallas catastróficas en la transmisión, dejando el tractor inoperativo. Como empresa cercana al sector agrícola, le recomendamos nuestros productos: aceite para engranajes o aceite Valvulina 80W90 y 85W140 para no preocuparse por fallas o defectos que le pueda causar el uso de un aceite no apto para sus necesidades

Los calentadores de aceite térmico están diseñados para maximizar la transferencia de calor y minimizar las pérdidas, traduciéndose en ahorros de costos operativos y una menor huella de carbono. Su alta eficiencia permite aprovechar al menos el 90% del combustible para el aporte de calor , y se estima un ahorro de combustible de alrededor del 20% en comparación con los sistemas de vapor. Adicionalmente, su compatibilidad con fuentes de energía renovable, como la solar y la biomasa, refuerza su perfil sostenible.

El calentador de fluido térmico, conocido también como caldera de aceite térmico, es el elemento central encargado de elevar la temperatura del medio de transferencia de calor dentro de un circuito cerrado. Su funcionamiento requiere una circulación constante del fluido, con un flujo mínimo especificado por el fabricante que es monitoreado por un control de flujo con interruptor de seguridad para prevenir el sobrecalentamiento.

Estos calentadores pueden ser eléctricos o alimentados por combustibles fósiles, y sus diseños multitubulares distribuyen el calor uniformemente, prolongando la vida útil del aceite. A diferencia de las calderas de vapor tradicionales, operan a muy altas temperaturas con presiones significativamente bajas, lo que mejora la seguridad y reduce complejidades de instalación y mantenimiento.

Las bombas de circulación son vitales, ya que impulsan el aceite térmico a través de todo el circuito, asegurando una transferencia de calor eficiente y previniendo el sobrecalentamiento o la degradación del fluido. Su diseño es crucial para manejar la baja viscosidad y las altas temperaturas del aceite.

Dada la naturaleza del fluido, se prefieren bombas con diseños herméticamente sellados y sin fugas, a menudo sin sellos mecánicos, para contener el aceite y evitar su oxidación. Deben ser robustas y tolerantes a temperaturas extremas y choques térmicos, garantizando una fiabilidad operativa a largo plazo.

Muchos fabricantes de tractores tienen sus propias especificaciones internas (ej. John Deere, CNH, AGCO) que van más allá de API o ACEA. Es indispensable que el aceite seleccionado cumpla específicamente con el código OEM listado en su manual para validar garantías y asegurar la máxima protección.

Los consumidores de calor, principalmente intercambiadores de calor, son los dispositivos donde la energía térmica del aceite circulante se transfiere al proceso o equipo que requiere calentamiento. Estos componentes son esenciales en una amplia gama de instalaciones industriales, desde sistemas de refrigeración hasta la regulación de temperatura en procesos productivos.

A diferencia de los sistemas de vapor que pueden calentar productos directamente, el aceite térmico no es apto para este propósito, por lo que el calor se transfiere de forma indirecta. Este enfoque asegura que el producto final no entre en contacto con el fluido térmico, manteniendo su integridad y seguridad.

El tanque de expansión es un componente esencial en cualquier sistema de aceite térmico, diseñado para gestionar las variaciones de volumen del fluido causadas por los cambios de temperatura. Su propósito primordial es prevenir la acumulación de presiones excesivas dentro del sistema, lo que podría comprometer su integridad y seguridad.

Para optimizar su funcionamiento, el tanque debe ubicarse en el punto más alto del circuito, lo que facilita la desgasificación del sistema y la eliminación de humedad. Generalmente opera bajo una sobrepresión de nitrógeno, un gas inerte que ayuda a mantener la presión adecuada y previene la degradación térmica del aceite por oxidación.

El tanque de almacenamiento, también conocido como tanque de drenaje o colección, cumple funciones cruciales en la gestión del aceite térmico, especialmente durante las fases de mantenimiento. Su propósito principal es almacenar de forma segura el aceite usado o de reserva, facilitando el drenaje y la eliminación adecuada para proteger el medio ambiente.

Estos tanques pueden incorporar elementos de calefacción eléctrica para evitar la solidificación del aceite y asegurar que el fluido esté siempre listo para su retorno al servicio. Sin embargo, la seguridad es primordial debido al riesgo de incendio por las fugas y asfixia por los vapores, lo que exige una gestión cuidadosa y personal capacitado.

En la industria de la mermelada, los sistemas de aceite térmico contribuyen significativamente a la producción y la calidad del producto, principalmente a través de métodos de calentamiento indirecto. La cocción de mermeladas es un proceso delicado que requiere un control térmico preciso para preservar el sabor, el color y la textura de la fruta, además de garantizar la seguridad alimentaria.

El calentamiento indirecto con aceite térmico es ideal para productos sensibles al calor como las mermeladas, ya que previene que los alimentos se quemen o se peguen al fondo del recipiente. Este método asegura una cocción suave y uniforme, lo cual es crucial para mantener la consistencia, el sabor y la apariencia del producto final. Además, los sistemas de aceite térmico permiten una regulación precisa de la temperatura, fundamental para alcanzar el nivel de brix deseado y para la inactivación de microorganismos y enzimas sin sobreprocesar la fruta.

La industria del plástico es uno de los sectores donde los sistemas de aceite térmico son ampliamente utilizados, dada la necesidad crítica de un control de temperatura preciso en sus procesos de fabricación. Estos sistemas son fundamentales en el procesamiento de caucho y plásticos, incluyendo la fabricación de envases rígidos.

En el moldeo por inyección, el control de la temperatura es vital en cada etapa, y los calentadores de aceite térmico mantienen los materiales a la temperatura adecuada. El aceite térmico es ideal para mantener la temperatura constante durante la extrusión, asegurando una viscosidad adecuada del material y propiedades esenciales como la resistencia a la tracción y al impacto. Las ventajas generales incluyen un control de temperatura preciso que resulta en productos uniformes y la durabilidad del equipo, ya que los calentadores están diseñados para resistir efectos corrosivos.

En la industria del cuero, los sistemas de aceite térmico son fundamentales para diversos procesos que requieren un control térmico preciso, aunque la información directa sobre su uso específico en curtidurías puede ser limitada en algunos documentos. El proceso de curtido y acabado del cuero implica múltiples fases sensibles a la temperatura, como el secado, el reblandecimiento (fulonado) y el engrase.

En particular, el secado del cuero es una etapa crítica donde el control de la temperatura es vital para preservar la calidad del material. La capacidad del aceite térmico para proporcionar calor uniforme y preciso a baja presión lo convierte en una opción ideal para aplicaciones indirectas en este sector. El control preciso de la temperatura durante el secado y el engrase contribuye a la obtención de un cuero con mayor suavidad, flexibilidad, durabilidad y resistencia al agua.

Los sistemas de aceite térmico son ampliamente utilizados en una diversidad de industrias, más allá de las ya mencionadas, debido a sus características de alta temperatura a baja presión, control preciso y eficiencia. Entre los sectores donde estos sistemas son fundamentales se encuentran:

• Procesamiento de Alimentos: Utilizados en plantas de procesamiento general, incluyendo el calentamiento de tanques de almacenamiento de aceite de cocina para productos fritos y carnes preparadas.
• Industria Química y Petroquímica: Esenciales para procesos como la fermentación, destilación, extracción, calentamiento de reactores, gas natural, combustibles y asfalto.
• Industria Farmacéutica: Empleados para calentar agua en la producción de inyectables líquidos, donde la esterilización y el control de temperatura son críticos.
• Industria Textil: Aplicados en procesos de teñido, secado y acabado que requieren calor uniforme.
• Industria del Papel: Utilizados en el secado de papel y otros procesos de alta temperatura.
• Generación de Energía: Fundamentales en plantas termosolares para el drenaje, almacenamiento y reposición del aceite térmico, así como en la producción de energía solar.

La principal ventaja de un sistema de aceite térmico radica en su capacidad para operar a muy altas temperaturas (hasta 427°C para aceites sintéticos) con presiones de funcionamiento notablemente bajas, generalmente menos de 4 bar. Esto contrasta con las calderas de vapor industriales, que requieren presiones considerablemente más altas (10 bar a 180°C, 50 bar a 260°C) para alcanzar rangos térmicos similares. Esta diferencia en la presión operativa reduce los riesgos de seguridad asociados a las altas presiones, como las explosiones, y simplifica la instalación y los requisitos regulatorios.

Las calderas industriales de aceite térmico, o calentadores de fluido térmico, sirven para elevar la temperatura de un medio de transferencia de calor, el aceite térmico, que luego se distribuye en un circuito cerrado a los puntos de consumo. Su funcionamiento de una caldera industrial se basa en la circulación constante del aceite a través del calentador, lo que permite operar a altas temperaturas manteniendo el fluido en estado líquido. A diferencia de las calderas de vapor que utilizan agua, estos sistemas eliminan problemas como la corrosión y la formación de incrustaciones, ya que no hay agua en el circuito.

En los sistemas de aceite térmico, se utilizan principalmente intercambiadores de calor de contacto indirecto, donde los fluidos están separados por una superficie sólida para transferir la transferencia de temperatura en líquidos. Los tipos de intercambiadores de calor comunes incluyen los intercambiadores de placas, compuestos por láminas corrugadas que optimizan la transferencia. También se emplean los intercambiadores de haz de tubos y carcasa, conocidos por su robustez y versatilidad, y los intercambiadores refrigerados por aire (radiadores), que utilizan tubos con aletas y ventiladores para disipar el calor del fluido al aire ambiente.

En la industria alimentaria, los sistemas de aceite térmico son cruciales para procesos que requieren calentamiento uniforme y preciso. En la producción de mermelada, se utilizan principalmente en marmitas industriales con doble fondo o "camisa térmica". Este calentamiento indirecto con aceite térmico previene que los alimentos sensibles al calor se quemen o se peguen al recipiente, asegurando una cocción suave y uniforme. Permiten un control preciso de la temperatura, esencial para mantener la consistencia, el sabor, el color y el valor nutritivo de la fruta, y para cumplir con los estándares de seguridad alimentaria.

El control preciso de la temperatura es vital en la industria del plástico para procesos como el moldeo por inyección y la extrusión. Los sistemas de aceite térmico son ideales para mantener temperaturas estables, lo que es crucial para asegurar la viscosidad adecuada del material plástico y para obtener productos finales con propiedades esenciales como resistencia a la tracción y al impacto. Un control térmico avanzado permite evitar defectos, optimizar materiales, reducir residuos y mejorar la eficiencia productiva, resultando en piezas con tolerancias exactas y acabados consistentes.