Calderas de vapor

¿Qué es una caldera?

Otro uso muy extendido es el de calentar el agua que se utiliza en diversos tipos de instalaciones. En muchas aplicaciones de tipo industrial es necesario contar con vapor de agua para distintos procesos. En este caso necesitamos calderas de vapor, de las que vamos a hablar en este post.

¿Cómo funcionan las calderas de vapor?

Las calderas de vapor cuentan con una estructura similar a las calderas más comunes de las que se obtiene agua caliente. Sus partes fundamentales son las siguientes:

• Hogar: Es una cámara de combustión en la que tiene lugar la reacción de oxidación entre el combustible elegido y el comburente, el aire, para obtener energía en forma de calor a través de la llama.
• Recalentador de vapor: Se calienta el vapor saturado obtenido hasta el estado de vapor saturado.
• Envolvente: Es una parte de la caldera que aísla térmicamente el hogar y el cuerpo del intercambiador.
• Intercambiador: Es una zona en la que se realiza el intercambio de temperatura. El calor generado se transfiere al agua.

Tipos de calderas de vapor

En función de cómo se construye este intercambiador se distinguen las dos tipologías básicas de las calderas de vapor:

• Calderas de tubos de agua o acuotubulares: El agua circula por el interior de las tuberías que forman el intercambiador y que están tendidas en la zona del hogar. El calor generado y los gases de combustión rodean los tubos calentando el agua que circula por los mismos. Se puede incrementar la capacidad de estas calderas aumentando el número de tubos.
• Calderas de tubos de humos o pirotubulares: Los gases generados en la combustión circulan por el interior de los tubos que integran el intercambiador y que están tendidos en el interior del depósito de agua, incrementando así la temperatura del fluido.

Estas son las calderas que tienen más aceptación en los entornos industriales. Pueden adoptar distintas configuraciones en función de cómo se ubican los tubos de humos: horizontales, de cajas de humo y verticales. El objetivo de una caldera de vapor, ya sea de un sistema u otro, es incrementar la temperatura  y la presión del agua hasta transformar el fluido en vapor a la presión necesaria.

La obtención de vapor va a condicionar el resto de los componentes auxiliares de la caldera, ya que deben estar diseñados para soportar las temperaturas y presiones necesarias. Hay que tener en cuenta que según aumenta la presión del agua también aumenta la temperatura de ebullición.

Tradicionalmente, las calderas se han clasificado también, desde el punto de vista de la seguridad, en función del producto del volumen de agua en metros cúbicos por la presión total de servicio en kg/cm2. Cuando este valor es mayor de 600 tenemos calderas de categoría A; para valores entre 10 y 600 calderas de categoría B y para productos iguales o menores a 10 hablamos de calderas de categoría C.

En el sector de los equipos de presión y en particular de los generadores de vapor, son muy utilizadas las normativas de origen norteamericano emitidas por la Asociación Americana de Ingenieros Mecánicos, ASME. Sus normas técnicas se han convertido en un referente internacional y han sobrepasado sus fronteras implantándose en todo el mundo.