Automatización: ¿Cómo funcionan las purgas en calderas industriales y la importancia de ser automatizadas?

Una caldera industrial es un equipo térmico que produce vapor o agua caliente, utilizando como fuente de energía un combustible líquido, gaseoso, sólido o electricidad. Su función principal es abastecer procesos productivos que requieren calor de forma continua y confiable.

Para garantizar un funcionamiento óptimo y seguro, es esencial realizar purgas de agua de forma regular. Dado que el control del agua es una actividad crítica, la automatización de las purgas permite una operación más segura, eficiente y libre de errores humanos.

La purga es el proceso mediante el cual se evacúa el agua de la caldera que contiene sólidos disueltos y sedimentos. Estos contaminantes, si no se eliminan, pueden afectar el rendimiento, la seguridad y la vida útil del equipo.

¿Qué son las purgas en una caldera?

Existen dos tipos fundamentales de purgas en una caldera:

• Purga de superficie: Elimina el agua en la parte superior de la caldera, donde se concentran sólidos disueltos que no precipitan.

• Purga de fondo: Remueve los sólidos sedimentados que se acumulan en el fondo de la caldera.

Eliminar estos sólidos y sales disueltas es crucial para evitar una serie de problemas operativos, como:

Consecuencias de no realizar una purga adecuada:

1. Formación de espuma

• Lectura falsa de nivel de agua: La espuma interfiere en los sensores visuales y electrónicos, provocando lecturas erróneas que pueden activar alarmas o detener el equipo por seguridad.
• Arrastre de vapor húmedo: La espuma puede arrastrar agua líquida junto con el vapor, entregando vapor no saturado o húmedo, reduciendo la eficiencia energética.
• Golpes de ariete: El agua líquida a alta velocidad puede actuar como un proyectil dentro de las cañerías, dañando válvulas, filtros e intercambiadores de calor.
• Variación de presión: Las fluctuaciones del nivel del agua generan oleajes internos que afectan la lectura estable de presión en la caldera.

2. Formación de incrustaciones

• Aislante térmico: Los depósitos sólidos reducen la transferencia de calor entre el combustible y el agua, disminuyendo la eficiencia energética.
• Dilataciones diferenciales: Zonas con incrustaciones se sobrecalientan más que otras, generando tensiones internas que pueden causar fisuras o fallas estructurales.

¿En qué consiste la automatización de purgas?

Purga de superficie:

• Un sistema automático mide continuamente la conductividad del agua mediante un conductímetro instalado en la parte superior de la caldera.
• Al alcanzar un umbral predeterminado, el sistema de control activa la apertura de una válvula motorizada, con regulación de tres posiciones para ajustar el caudal de evacuación y optimizar el uso energético.

Purga de fondo:

• Se realiza con menor frecuencia, de acuerdo con la calidad del agua de alimentación.
• Su apertura se controla mediante un pulso de aire comprimido durante un tiempo programado, sin intervención manual.

Automatización vs. operación manual

La automatización de purgas ha significado una mejora sustancial respecto a los sistemas manuales. Entre sus principales ventajas se encuentran:

• Eliminación de errores operativos.
• Aumento de la eficiencia energética al purgar solo lo necesario.
• Mayor confiabilidad en la operación continua del sistema térmico.
• Posibilidad de integración con sistemas SCADA o PLC, permitiendo la supervisión y control remoto de las variables asociadas al proceso de purga.

Beneficios clave de automatizar las purgas

• Mejor calidad del vapor entregado al proceso.
• Mayor vida útil de la caldera y sus componentes (válvulas, filtros, intercambiadores).
• Protección estructural del equipo.
• Ahorro de agua tratada y reducción de desperdicio.
• Optimización del consumo energético.
• Menor intervención humana y mayor seguridad operativa.

En resumen, automatizar el proceso de purga no solo es una mejora técnica, sino una decisión estratégica: fortalece la seguridad, aumenta la eficiencia energética, reduce costos operativos y extiende la vida útil de toda la instalación térmica.