Factor de incrustacinTras un perodo de funcionamiento, las superficies de transferencia de calor de un intercambiador de calor pueden llegar a recubrirse con varios depsitos presentes en las corrientes, o las superficies pueden corroerse como resultado de la interaccin entre los fluidos y el material empleado en la fabricacin del cambiador de calor. Con frecuencia resulta imposible predecir el coeficiente de transferencia de calor global de un intercambiador de calor, teniendo slo en cuenta el anlisis trmico; durante el funcionamiento con la mayora de los lquidos y con algunos gases, se van produciendo gradualmente unas pelculas de suciedad sobre la superficie en la que se realiza la transferencia trmica, que pueden ser de pelculas biolgicas, xidos, incrustaciones calizas procedentes de la caldera, lodos, carbonilla, etc. El efecto que sta suciedad origina se conoce con el nombre de incrustaciones, y provoca un aumento de la resistencia trmica del sistema; normalmente el fabricante no puede predecir la naturaleza del depsito de suciedad o la velocidad de crecimiento de las incrustaciones, limitndose nicamente a garantizar la eficiencia de los intercambiadores limpios. La resistencia trmica del depsito se puede determinar, generalmente, a partir de ensayos reales o de la experiencia.El efecto neto de estas acumulaciones sobre la transferencia de calor se representa por un factor de incrustacin Rf el cual es una medida de la resistencia trmica introducida por la incrustacin. Con el fin de evitar este problema potencial, el agua de las plantas generadoras y de procesos se trata en forma extensa y se elimina si contenido solido antes de permitir que circule por el sistema. Las partculas de ceniza slida que se encuentran en los gases de combustin y que se acumulen sobre las superficies de los precalentadores de aire crean problemas semejantes.Otra forma de incrustacin, la cual es comn en la industria de procesos qumicos, es la corrosin y otra la incrustacin qumica. En este caso las superficies se incrustan por la acumulacin de los productos de las reacciones qumicas sobre ellas. Esta forma de incrustacin se puede evitar recubriendo los tubos metlicos con vidrio o usando tubos de plstico en lugar de los metlicos. Los intercambiadores tambin pueden incrustarse por el crecimiento de algas en los fluidos calientes. Este tipo de incrustacin se conoce como incrustacin biolgica y se puede impedir mediante el tratamiento qumico.

Figura 1. Incrustacin por precipitacin de partculas de ceniza sobre los tubos de un sobrecalentador.En la aplicacin la incrustacin debe ser considerada para el diseo y seleccin de los intercambiadores de calor. El factor de incrustacin depende de la temperatura de operacin y la velocidad de los fluidos, as como de la duracin del servicio. La incrustacin se incrementa al aumentar la temperatura y disminuir la velocidad. La relacin de coeficiente de transferencia de calor total es vlida para superficies limpias y es necesario modificarla para tomar en cuenta los efectos de la incrustacin sobre las superficies interior y exterior del tubo. Para un intercambiador de calor de casco y tubos, sin aletas, se puede expresar como:

Tabla 1. Factores de incrustacin representativos (resistencia trmica debida a la incrustacin para una unidad de rea superficial). (Fuente: tubular Exchange Manufacturers As-sociation).

Tipos de ensuciamiento Ensuciamiento qumico, en el que cambios qumicos en el fluido causan que se deposite una capa de ensuciamiento sobre la superficie (interna o externa) de los tubos. Un ejemplo comn de este fenmeno es la expansin en una olla o caldera causada por el depsito de sales de calcio en los elementos de calentamiento conforme la solubilidad de las sales disminuye al aumentar la temperatura. Este tipo est fuera del control del diseador de intercambiadores de calor pero puede ser minimizado controlando cuidadosamente la temperatura del tubo en contacto con el fluido. Cuando se presenta este tipo de ensuciamiento normalmente es eliminado mediante tratamiento qumico o procesos mecnicos (cepillos de acero, taladros o incluso pistolas de agua a alta presin en algunos casos). Ensuciamiento biolgico, causado por el crecimiento de organismos en el fluido que se depositan en la superficie. Est tipo tambin est fuera del control del diseador del intercambiador pero puede verse influido por la eleccin de los materiales ya que algunos, notablemente los latones no ferrosos, son venenosos para algunos organismos. Cuando se presenta este tipo de ensuciamiento normalmente es eliminado mediante tratamiento qumico o procesos mecnicos abrasivos. Ensuciamiento por depsito, en el que las partculas en el fluido se acumulan en la superficie cuando la velocidad cae por debajo de cierto nivel crtico. Esto est en gran medida bajo el control del diseador ya que la velocidad crtica de cualquier combinacin fluido/partcula puede ser calculada para permitir un diseo en el que la velocidad mnima sea siempre mayor que la crtica. Montar el intercambiador de calor verticalmente tambin puede minimizar los efectos ya que la gravedad tiende a llevar las partculas fuera del intercambiador fuera de la superficie de intercambio trmico. Cuando se presenta este tipo de ensuciamiento normalmente es eliminado mediante procesos de cepillado mecnico. Ensuciamiento por corrosin, en el que una capa producto de la corrosin se acumula en la superficie del tubo, formando una capa extra, normalmente de material con un alto nivel de resistencia trmica. Mediante la eleccin adecuada de los materiales de construccin los efectos pueden ser minimizados ya que existe a disposicin del fabricante de intercambiadores un amplio rango de materiales resistentes a la corrosin basados en acero inoxidable.

Bibliografa http://www.hrs-heatexchangers.com/es/recursos/factores-de-ensuciamiento-en-intercambiadores-de-calor.aspxEmpresa HRS. Dedicada a los intercambiadores trmicos. Informacin sacada de su sitio web oficial.

Transferencia de Calor, Yunus A. Cengel, segunda edicin.