torri di raffreddamento

Torri di raffreddamento: il ruolo di dell’acqua, tra qualità e quantità

Che c’entrano le torri di raffreddamento e il cambiamento climatico? Può sembrare un accostamento azzardato, spaesante. In realtà, il nesso c’è ed è vitale: l’acqua. L’estate non è ancora iniziata e già la risorsa scarseggia. Non è, purtroppo, una novità né un’emergenza, ma una questione strutturale. Se possibile, però, questa prima parte di 2022 ha fatto peggio degli anni precedenti. Piogge praticamente assenti, depositi di neve sempre più ridotti, portate fluviali ai minimi: a pagarne le conseguenze, oltre all’ambiente, sono agricoltura e industrie. Una situazione che non risparmia nessuno: in Veneto, per esempio, dallo scorso 3 maggio è scattato lo stato di crisi idrica. L’invito è di utilizzare l’acqua «in modo estremamente parsimonioso, sostenibile ed efficace, limitandone il consumo al minimo indispensabile». Insomma, non ci si può più permettere sprechi. E qui veniamo all’accostamento iniziale: è, infatti, una questione che riguarda da vicino anche il funzionamento delle torri di raffreddamento industriali.

A cosa servono le torri di raffreddamento

Spesso nella produzione industriale sono presenti cicli termici, essenziali per lo svolgimento di processi HVACR (heating, ventilation, air conditioning, refrigeration). In queste fasi si produce calore, che, quando in eccesso, deve essere smaltito per poter continuare la lavorazione. Tra le soluzioni disponibili per raffreddare grossi quantitativi d’acqua troviamo le torri di raffreddamento. Si tratta dei sistemi di smaltimento del calore più affidabili ed efficienti oggi disponibili sul mercato. Rispetto a quello con aria secca, il riscaldamento evaporativo è più efficace: con 1 kg di acqua, il calore rimosso è di circa 2.200 kJ per °C, mentre con 1 kg di aria il calore rimosso è di 1 kJ per °C¹. 
Le torri evaporative sono un sistema basato su un semplice principio della fisica, in cui l’acqua viene raffreddata tramite un flusso d’aria fredda. Durante lo scambio termico una parte dell’acqua evapora, fuoriuscendo nell’atmosfera attraverso la torre. La massa d’acqua rimanente, invece, viene raccolta in un apposito bacino e poi reintegrata.

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L’importanza di un adeguato trattamento dell’acqua

Le torri di raffreddamento realizzano al meglio il processo di scambio termico acqua-aria. Infatti, grazie a componenti semplici, efficaci e che necessitano di minima manutenzione, sono in grado di forzare il fenomeno di evaporazione. Tuttavia, senza gestione e trattamento adeguati, l’acqua porterebbe con sé possibili inconvenienti per l’impianto. Va tenuto presente, infatti, che l’acqua di questi impianti è sottoposta al contatto con grandi volumi d’aria prelevata dall’ambiente, con i relativi inquinanti. Tra le possibili criticità spiccano:

• incrostazioni;
• corrosioni;
• depositi e formazione di alghe.

Si tratta di inconvenienti che possono seriamente pregiudicare l’efficienza di tali impianti. Allo stesso modo, le torri di raffreddamento, se non adeguatamente trattate dal punto di vista microbiologico, possono essere la “culla” di batteri dannosi per l’uomo. Ciò a causa delle condizioni che si possono creare all’interno degli impianti. Specie in estate, quando gli impianti di raffreddamento lavorano di più a causa delle temperature più alte. È il caso, per esempio, della Legionella. Tuttavia, attraverso trattamenti di condizionamento chimico dell’acqua è possibile inibire questi fenomeni.

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I vantaggi del pH controllato

Un particolare trattamento di condizionamento chimico è quello a pH controllato. Attraverso tale processo, la prevenzione della formazione di incrostazioni viene ottenuta con l’aggiunta di acido solforico e con l’impiego di specifici prodotti antincrostanti. Sostanze in grado di limitare il valore di alcalinità dell’acqua e, quindi, il suo potere incrostante. In questo modo aumentano i cicli di concentrazione e si contengono i consumi di acqua. 
Quello a pH controllato è il trattamento più diffuso in Europa (purtroppo in Italia non ancora) per il controllo e il condizionamento dell’acqua che circola nelle torri evaporative. Del resto, come si è visto, i vantaggi sono notevoli. Tra i plus, ve n’è uno di particolare rilievo: il pH controllato consente la passivazione delle superfici zincate in nuove unità di raffreddamento. E alla massima efficacia infatti permette di unire costi estremamente contenuti.

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Ricerca e sviluppo applicati (anche) alle torri evaporative

Mantenere integro ed efficiente un sistema di raffreddamento è un obiettivo ambizioso che passa dalla ricerca di nuovi prodotti specifici. Lo sappiamo bene, tant’è che il nostro team di ricerca e sviluppo è costantemente al lavoro per trovare soluzioni che consentano di dare risposte puntuali. Nel dettaglio, parlando di torri evaporative, abbiamo sviluppato una soluzione specifica in grado di garantire il pH controllato, senza dover far ricorso a cisterne o fusti di acido solforico. Si tratta di una miscela di inibitori di corrosione e incrostazione che favorisce la passivazione delle superfici in acciaio zincato. Adatta a sistemi evaporativi di piccole dimensioni, può essere impiegata anche nei primi 2-3 mesi settimane di lavoro delle torri di raffreddamento. Una soluzione pratica e di facile impiego che consente di:

• gestire il pH;
• inibire la formazione di ruggine bianca;
• prevenire la formazione di incrostazioni inorganiche.

Così facendo, si migliorano i risultati a livello di trattamento acqua e mantenimento delle torri di raffreddamento, consentendo di preservare notevoli volumi d’acqua.

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NOTE
¹ Per approfondire: Torri di raffreddamento, Assoclima