Torre de Humidificación para Enfriamiento de Aguas Industriales
Diseño, Construcción y Aportes a la Ingeniería Química
Resumen:
Este trabajo presenta el diseño y construcción de una torre de humidificación para el enfriamiento de aguas industriales calientes, desarrollada a escala piloto y destinada al laboratorio de Operaciones Unitarias de la Facultad de Ciencias Químicas y de la Salud de la Universidad Técnica de Machala. El proyecto integra tanto el enfoque experimental como la simulación computacional, con el objetivo de aportar una herramienta didáctica y de investigación en el campo de la Ingeniería Química. En una primera etapa, se realiza una revisión teórica sobre el funcionamiento de las torres de enfriamiento, sus componentes esenciales y su clasificación, complementada con el análisis de balances de materia y energía aplicables al diseño. A partir de este estudio comparativo, se selecciona una torre atmosférica de tiro natural con relleno, considerando su adecuación a los requerimientos experimentales. El proceso de diseño se apoya en mediciones experimentales de las propiedades de los fluidos de trabajo: agua a 37 °C procedente de la torre de destilación del laboratorio, con un caudal de 0.0476 L/s, y aire atmosférico a 22 °C. Estos datos constituyen la base para la simulación del fenómeno de humidificación empleando el software DWSIM, evaluando modelos termodinámicos como NRTL, Wilson, UNIQUAC y Peng-Robinson. La elección final recae en el modelo de Peng-Robinson, por su simplicidad y capacidad de representar el sistema binario aire–agua en condiciones de transferencia de calor con mínima evaporación. Los resultados de la simulación permiten calcular los parámetros de diseño: calor intercambiado de 0.475 kW, temperatura final del aire de 27.32 °C, potencia de ventilador de 0.25 hp, potencia de bomba de 0.5 hp, altura total de la torre de 1.60 m, altura de empaquetamiento de 1,28 m y área transversal de 0,25 m². Con estos datos, se elaboran planos de construcción detallados mediante QCAD, que contemplan el uso de láminas de acrílico y acero inoxidable, PVC para tuberías y relleno, y sistemas de distribución de agua y aire. El proyecto no solo proporciona un prototipo funcional para uso académico, sino que también sienta las bases para la construcción de la torre de humidificación. De este modo, la obra constituye un aporte significativo al desarrollo de equipamiento didáctico y a la investigación aplicada en Ingeniería Química.
Autores:
Wilson Patricio León Cueva
Gabriela Viviana Armijos Cabrera
Washington Omar Espinoza Ramón
Publicado: 16/10/2025
Formato: Digital PDF (Portable Document Format)
ISBN: Próximamente
Tamaño: A4 21×29.7 cm
DOI: https://doi.org/10.63862/ehs-próximamente
Licencia: Torre de Humidificación para Enfriamiento de Aguas Industriales. Diseño, Construcción y Aportes a la Ingeniería Química está licenciada bajo CC BY-NC-ND 4.0©