EL ESTADO DE LA TECNOLOGÍA

El estado actual de la tecnología ofrece al utilizador una variedad de termorreguladores generalmente subdivididos según el tipo de fluido termovector utilizado (aceite diatérmico o agua) y el tipo de sistema de calentamiento utilizado (con energía eléctrica o gas).    

Las características óptimas de un fluido termovector son:

• Elevado punto de ebullición

• Elevada conductibilidad térmica

• Alto punto de inflamabilidad (para fluidos oleosos)

• Inoxidabilidad
• No corrosividad
• No toxicidad

Se utilizan normalmente como fluidos termorreguladores el agua o los aceites diatérmicos.
Respecto al aceite, el agua tiene un coeficiente de transmisión del calor por convección y por conducción aproximadamente del doble.

Sin embargo, tiene en su contra un bajo punto de ebullición así como la facilidad para formar depósitos calcáreos y para producir fenómenos corrosivos.
Estos tres problemas se pueden afrontar y resolver presurizando el circuito para tener el agua siempre al estado líquido incluso a altas temperaturas, utilizando componentes adecuados de material anticorrosivo (acero inoxidable AISI 304, 316, etc.) y en su caso tratando el agua de proceso, si la dureza fuera mayor de 20º F.

Los aceites y los fluidos sintéticos no tienen características de conducción térmica constantes como el agua: al aumentar la temperatura la conductibilidad interna disminuye y el calor específico aumenta. Además, estos fluidos son caros tanto para comprarlos como para eliminarlos, contaminantes e inflamables una vez alcanzada la temperatura crítica.

Los fluidos oleosos además, en ciertas condiciones ambientales (temperatura > 60º y presencia contemporánea de oxígeno) o en contacto directo con los elementos calentadores, producen el fenómeno del cracking que se manifiesta con una fuerte disminución de la fluidez que perjudica al intercambio térmico.

Para el sistema de calentamiento, se puede optar por la energía eléctrica o por el gas metano (patente IECI) Cuando el sistema de calentamiento se basta en la energía eléctrica, las resistencias pueden ser sumergidas directamente en contacto con el aceite, o colocadas al exterior del sistema, con calentamiento indirecto (sistema IECI-IHCS en Termorreguladores Climat Serie PF-Z y PF-ZH).

TERMORREGULADORES DE ACEITE DIATÉRMICO

Con este tipo de termorregulación, el molde se pone a la temperatura deseada haciendo circular aceite diatérmico en los canales de acondicionamiento.

Es preciso distinguir entre aceites minerales, derivados de la destilación del petróleo bruto, y fluidos sintéticos, ambos compuestos en mayoría de hidrocarburos, pero los segundos con la ventaja de tener una mayor duración al envejecimiento.

De hecho, la descomposición del fluido da lugar generalmente a la formación de sustancias volátiles, denominadas "low boilers", así como de polímeros de alta viscosidad "high boilers". Los primeros, en ambos casos deben ser purgados del sistema periódicamente con el fin de evitar cavitaciones de la bomba, atascos de vapor o daños mecánicos, mientras que los segundos solamente son solubles en los fluidos sintéticos, hasta una cierta cantidad (10-15%).

El fluido sintético diatérmico tiene además la ventaja de tener un punto de ebullición elevado que permite precalentar el molde a temperaturas de hasta 300ºC.   

En su contra, se destaca que al aumentar la temperatura la conductibilidad térmica (W/m*ºK) disminuye y el calor específico (kcal/kg*ºK) aumenta, perjudicando la transmisión del calor.

AGUA SOBRECALENTADA PARA LA TERMORREGULACIÓN

Con presión ordinaria (760 mm de mercurio), el agua pura se mantiene al estado líquido dentro de los límites de temperatura comprendidos entre 0º y 100ºC; a 0º se solidifica, a 100º se evapora.    

Es necesario mantener el agua al estado líquido también a altas temperaturas (referencia a la figura anterior) para obtener una termorregulación eficaz y eficiente y para evitar la formación de cal.

La precipitación del carbonato de calcio y del carbonato de magnesio (principales componentes de las incrustaciones comúnmente llamadas CAL), es directamente proporcional al aumento de temperatura y es máxima en correspondencia con la vaporización.

Los equipos de termorregulación con agua sobrecalentada deben estar provistos de dispositivos particularmente fiables para garantizar la presurización mínima en relación con la temperatura máxima alcanzable.

Entre las propiedades físico químicas del agua de mayor importancia para la termorregulación, recordamos:

• el calor específico más elevado entre las sustancias comunes (1 kcal/kg/ºC) constante a diversas temperaturas:

• el coeficiente de transmisión del calor por convección igual a aproximadamente el doble que en los fluidos oleosos;

• el mejor coeficiente de transmisión del calor por conducción, respecto a los fluidos oleosos;

las características de transporte térmico constantes dentro de un amplio intervalo de temperatura (a diferencia de los fluidos oleosos que presentan, al aumentar la temperatura, aumento del calor específico y disminución de la conductibilidad térmica).

• la ininflamabilidad;

• la economía: no se requieren características químicas especiales del agua a utilizar, solamente que la dureza total esté comprendida entre los 10 y los 20ºF (dureza media).

Es posible utilizar el agua de torres de enfriamiento, pozos, circuitos cerrados refrigerados, adecuadamente filtrada.