El impulso hacia energías más limpias ha llevado a que los intercambiadores de calor y las calderas se utilicen en una gama de aplicaciones más amplia que nunca. La producción de hidrógeno, los sistemas de captura de carbono y la recuperación de calor residual dependen de equipos de transferencia térmica para funcionar, y a medida que estas tecnologías se expanden, la demanda de equipos de intercambio de calor fiables y bien mantenidos crece con ellas. Para los operadores de plantas y los técnicos de mantenimiento, el papel cada vez más importante de estos equipos en los sistemas de energía verde plantea algunos desafíos prácticos que conviene comprender, en particular en lo que respecta a las calderas de recuperación de calor residual y las fuentes de combustible que las alimentan.

Los intercambiadores de calor desempeñan un papel fundamental en la mayoría de los procesos de energía sostenible. En la producción de hidrógeno, gestionan las necesidades térmicas de los sistemas de reformado de metano con vapor y de electrólisis. En la captura de carbono, ayudan a regular las temperaturas durante las etapas de absorción y compresión. Los sistemas de recuperación de calor residual se basan íntegramente en este concepto: capturar la energía térmica que de otro modo se perdería y convertirla en vapor o electricidad utilizables.

En cada una de estas aplicaciones, el rendimiento y la limpieza de las superficies de transferencia de calor afectan directamente a la eficiencia del sistema. Los equipos sucios o con un mantenimiento deficiente no solo reducen la producción, sino que también aumentan el consumo de energía y pueden acortar considerablemente la vida útil de los equipos.

Una de las tendencias más significativas en la generación de calor residual y vapor es el auge de la biomasa como fuente de combustible. Las instalaciones utilizan cada vez más biomasa para impulsar la generación de vapor, la producción de energía y los sistemas de agua caliente, como parte de esfuerzos más amplios para reducir la dependencia de los combustibles fósiles. Sobre el papel, esto tiene sentido. En la práctica, introduce una variable de mantenimiento para la que no todas las operaciones están completamente preparadas.

La cuestión fundamental es que las calderas de recuperación de calor residual pueden funcionar con prácticamente cualquier fuente de combustible, desde el gas natural, en el extremo más limpio del espectro, hasta la biomasa y otros materiales orgánicos que arden de forma menos predecible. El tipo de combustible que se quema influye directamente en los depósitos que se acumulan dentro de la caldera, y esos depósitos no son todos iguales.

En una caldera tubular estándar que funciona con gas natural o un combustible igualmente limpio, el principal subproducto es el hollín. El hollín es seco, está poco adherido y es relativamente fácil de eliminar. Normalmente, basta con un cepillo para limpiar los tubos y restablecer la eficiencia de la transferencia de calor.

Las calderas de recuperación de calor residual que funcionan con biomasa cuentan una historia diferente. La combustión de materiales orgánicos puede producir depósitos duros, pegajosos o intermedios, dependiendo de la composición específica del combustible, la temperatura de combustión y las condiciones de funcionamiento. Estos depósitos se adhieren a las superficies de los tubos y resisten la eliminación mecánica de una manera que el hollín simplemente no lo hace.

Para este tipo de depósitos, normalmente se requiere un limpiador mecánico de tipo turbina. Estas herramientas utilizan cuchillas o raspadores giratorios para romper y eliminar la acumulación de suciedad dura o pegajosa. Utilizar un método de limpieza incorrecto en este tipo de depósitos no solo impide limpiar el tubo, sino que también puede suponer una pérdida de tiempo y, potencialmente, dañar el equipo si el operario dedica un esfuerzo considerable a una herramienta que no es la adecuada para la tarea.

La conclusión práctica para los operadores es sencilla: la fuente de combustible debe formar parte de la conversación sobre mantenimiento desde el principio. Antes de seleccionar las herramientas de limpieza o programar un procedimiento de mantenimiento, conviene preguntar con qué combustible ha estado funcionando la caldera y qué tipo de acumulación de depósitos es probable que se haya producido como resultado.

Si la operación ha pasado a utilizar biomasa o una fuente de combustible mixta, es posible que el método de limpieza deba modificarse en consecuencia. Un programa de mantenimiento centrado en la eliminación de hollín no será eficaz contra los depósitos de biomasa, y descubrirlo a mitad del trabajo genera retrasos y costes innecesarios.

A medida que las aplicaciones de energía sostenible sigan creciendo y las fuentes de combustible se vuelvan más diversas, este tipo de planificación del mantenimiento que tenga en cuenta el combustible será cada vez más importante.