En lo profundo de los enormes generadores de vapor de recuperación de calor (HRSG), innumerables tubos con aletas realizan silenciosamente sus funciones de intercambio de calor, transformando el calor residual en valioso vapor. Estos tubos con aletas, que se asemejan a las aletas de un radiador, aumentan significativamente la superficie de transferencia de calor y la eficiencia. Pero, ¿sabía que estas aletas vienen en dos tipos distintos, aserradas y sólidas, cada una con características de rendimiento y aplicaciones únicas?

Como su nombre indica, los tubos con aletas aserradas presentan bordes dentados a lo largo de sus aletas. Este diseño proporciona una superficie de transferencia de calor significativamente mayor en comparación con las aletas sólidas de las mismas dimensiones. La geometría mejorada ofrece coeficientes de transferencia de calor más altos, lo que permite una transferencia de energía térmica más rápida y una mejor eficiencia general del HRSG.

El rendimiento superior de las aletas aserradas se deriva de dos ventajas clave:

• Mayor superficie: El perfil irregular aumenta la exposición total de la superficie de la aleta, lo que facilita un intercambio de calor más eficaz con el medio circundante.
• Generación de turbulencia mejorada: Los bordes irregulares interrumpen el flujo de gas a través de las superficies de las aletas, creando condiciones turbulentas que promueven una mejor mezcla y transferencia térmica.

Dados estos beneficios de rendimiento, la mayoría de los HRSG modernos prefieren los tubos con aletas aserradas. Sin embargo, esta solución de alta eficiencia conlleva limitaciones operativas.

Los tubos con aletas aserradas son particularmente vulnerables a la contaminación por partículas. Cuando se procesan corrientes de gas que contienen materia particulada significativa, estas partículas se acumulan en las muescas de las aletas, obstruyendo eventualmente los canales de flujo y reduciendo drásticamente la eficiencia de la transferencia de calor, muy parecido al polvo que obstruye las aletas de un radiador.

Además, los diseños aserrados crean mayores caídas de presión. La geometría compleja aumenta la resistencia al flujo, lo que resulta en un mayor consumo de energía para el movimiento del gas a través del sistema. Una caída de presión excesiva puede compensar las ganancias de eficiencia al requerir ventiladores más potentes.

La implementación exitosa de aletas aserradas requiere estrictos estándares de limpieza del gas, un control preciso de la temperatura de la punta de la aleta para evitar daños térmicos y una cuidadosa consideración de los impactos de la caída de presión en el diseño general del sistema.

A diferencia de sus contrapartes aserradas, los tubos con aletas sólidas presentan aletas continuas de bordes lisos. Si bien son menos eficientes en la transferencia de calor, demuestran una adaptabilidad superior en diversas condiciones de funcionamiento.

Las aletas sólidas ofrecen varias ventajas distintas:

• Resistencia superior al ensuciamiento: Las superficies lisas evitan la acumulación de partículas, lo que las hace ideales para el manejo de corrientes de gas sucias.
• Caída de presión reducida: La geometría simplificada minimiza la resistencia al flujo, lo que reduce los requisitos de energía del ventilador.
• Estabilidad térmica mejorada: La estructura continua asegura una mejor distribución del calor y enfriamiento, lo que permite el funcionamiento a temperaturas más altas.

La selección óptima del tubo con aletas depende completamente de las condiciones de funcionamiento específicas:

• Aletas aserradas sobresalen en aplicaciones de gas limpio donde la máxima eficiencia de transferencia de calor es primordial.
• Aletas sólidas resultan indispensables al procesar gases cargados de partículas o cuando existen limitaciones de caída de presión.

La selección práctica requiere una evaluación exhaustiva de la composición del gas, los parámetros de temperatura y presión, junto con los requisitos generales de diseño del HRSG. Solo a través de la cuidadosa adaptación de las características de las aletas a las necesidades operativas, los ingenieros pueden maximizar tanto la eficiencia como la fiabilidad del sistema.