Cuando un proceso necesita temperaturas de 250 °C o 300 °C, el vapor empieza a complicarse: para alcanzarlas habría que trabajar a presiones muy altas, con equipos más robustos, más controles y más exigencias de operación. Por eso en plantas químicas, de plásticos, textiles o de asfalto es común encontrar otro sistema: la caldera de aceite térmico.
En este artículo te explicamos el funcionamiento de las calderas de aceite térmico paso a paso, qué componentes tiene el circuito, qué cuidados necesita el fluido y cómo decidir, aplicación por aplicación, si conviene aceite térmico o vapor.
Si buscas una comparación general de ventajas y desventajas entre ambos medios, te recomendamos también nuestro artículo Aceite térmico para calderas: cuándo es la mejor opción frente al vapor.
Es un equipo que calienta un fluido térmico (un aceite mineral o sintético) y lo hace circular por un circuito cerrado hasta los equipos de proceso, donde entrega su calor. Después regresa al calentador para volver a calentarse.
Técnicamente, el nombre correcto es calentador de fluido térmico: a diferencia de una caldera de vapor, el aceite no hierve ni cambia de fase. Se mantiene líquido durante todo el ciclo. Por eso puede trabajar a temperaturas muy altas con una presión de operación baja, que depende básicamente de la bomba de circulación y no de la temperatura.
| Componente | Función |
|---|---|
| Calentador de fluido térmico | Transfiere el calor del quemador al aceite a través del serpentín. |
| Quemador y controles de combustión | Modulan la potencia según la demanda de temperatura. |
| Bomba de circulación | Mantiene el caudal en todo el circuito; de ella depende la presión del sistema. |
| Tanque de expansión | Absorbe el aumento de volumen del aceite y protege el fluido del contacto con el aire. |
| Desaireador | Separa el aire y la humedad del aceite durante el arranque y la operación. |
| Filtro | Retiene partículas y productos de degradación del fluido. |
| Válvulas de tres vías y controles | Reparten el aceite y fijan la temperatura de cada consumidor. |
| Seguridades | Flujo mínimo, alta temperatura del aceite y de los gases, y nivel en el tanque de expansión. |
Depende del fluido y del calentador. Como referencia general, los aceites minerales se usan hasta unos 300 °C y los fluidos sintéticos permiten llegar a temperaturas más altas. Los calentadores Fulton de la serie FT-C están diseñados para operar hasta 400 °C, siempre dentro del límite que fije el fabricante del fluido.
La comparación con el vapor ayuda a dimensionar la diferencia: para tener vapor saturado a 300 °C se necesitan cerca de 85 bar de presión. El aceite térmico alcanza esa temperatura con el circuito a baja presión.
La temperatura del proceso es el primer filtro, pero no el único. Esta tabla resume cómo suele resolverse la decisión por aplicación:
| Aplicación | Temperatura típica de proceso | Medio que suele convenir |
|---|---|---|
| Reactores químicos y destilación | 200 – 300 °C | Aceite térmico |
| Extrusión, calandrado y moldeo de plásticos | 150 – 300 °C | Aceite térmico |
| Rameras y secado textil | 180 – 230 °C | Aceite térmico |
| Tanques de asfalto y productos viscosos | 150 – 250 °C | Aceite térmico |
| Prensas de tableros de madera | 180 – 250 °C | Aceite térmico |
| Freidoras y hornos industriales de alimentos | 160 – 250 °C | Aceite térmico |
| Esterilización, autoclaves y CIP | 100 – 135 °C | Vapor |
| Cocción en marmitas y escaldado | 90 – 130 °C | Vapor |
| Calentamiento de agua y tanques con inyección directa | Hasta 90 °C | Vapor |
| Humidificación y procesos con vapor en contacto | Según proceso | Vapor |
Las temperaturas son rangos de referencia y deben confirmarse con los datos de cada proceso.
El punto central es el fluido. El aceite se degrada de dos maneras:
Por eso el plan de mantenimiento incluye:
La elección del fluido depende de la temperatura máxima de operación y del tipo de proceso. Estos son los criterios que más pesan:
Mezclar fluidos de distintos fabricantes o tipos no es recomendable sin la aprobación de ambos, porque puede acelerar la degradación.
El arranque debe ser gradual. El aceite nuevo y el circuito pueden contener humedad, y el agua que se vaporiza dentro del sistema provoca golpeteo en la bomba y variaciones de presión. Por eso se sube la temperatura por etapas, manteniéndola por encima de 100 °C el tiempo suficiente para eliminar el agua a través del tanque de expansión y el desaireador, antes de llevar el sistema a su temperatura de operación.
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Un quemador calienta un aceite que circula por un serpentín. Una bomba lo lleva en circuito cerrado hasta los equipos de proceso, donde cede su calor sin cambiar de fase, y lo devuelve al calentador. Un tanque de expansión absorbe el aumento de volumen del aceite.
Trabaja a una presión baja, generada por la bomba de circulación. Como el aceite no hierve, la presión no depende de la temperatura, a diferencia de una caldera de vapor.
Depende del fluido y del calentador. Los aceites minerales suelen usarse hasta unos 300 °C y los sintéticos permiten temperaturas mayores. Los calentadores Fulton FT-C operan hasta 400 °C.
No hay un plazo fijo. Se decide con el análisis anual del fluido: si la viscosidad, la acidez, el punto de inflamación o el residuo carbonoso salen de los límites del fabricante, se reemplaza.
Cuando el proceso trabaja por debajo de unos 180 °C, cuando hay muchos puntos de consumo a temperaturas similares o cuando el vapor debe entrar en contacto con el producto, como en esterilización o inyección directa.
Sí, y es habitual. El aceite térmico atiende los procesos de alta temperatura y la caldera de vapor cubre limpieza, esterilización y servicios generales.
