Datos Técnicos — Torre de Enfriamiento Industrial

Caso de transferencia · Clase 5 · Versión 1.1 · Mayo 2026
Correcciones técnicas (v1.1): Capacidad nominal ajustada a 1200 TR, agregada referencia sanitaria DS 144/2001 MINSAL, conductividad de agua de reposición (650 μS/cm), y contexto narrativo industrial completo. Ver PDF completo v1.1.

1. Descripción del sistema

Tipo: Torre de enfriamiento industrial de tiro inducido.

Función: Disipar el calor del agua de un circuito industrial mediante enfriamiento evaporativo. El agua caliente entra a la torre desde los equipos aguas arriba, se enfría por contacto con aire y vuelve a recircular.

Componentes principales

Target operacional: La temperatura de salida del agua debe ser ≤ 32 °C para enfriar correctamente los equipos aguas abajo.

Contexto industrial: Torres de enfriamiento son equipos críticos en plantas industriales chilenas (minería, energía, alimentos).


2. Datos operacionales — Serie temporal semanal

Serie de 7 días con degradación progresiva. Se entrega al estudiante sin contexto previo ni instrucciones de análisis.

Día T_entrada (°C) T_salida (°C) pH Conductividad (μS/cm) Caudal recirc. (m³/h) ΔP intercambiador (kPa) Biocida (kg/d)
L 42 31 7.8 1850 320 28 12
M 42 32 7.9 1980 315 32 14
X 42 33 8.0 2150 308 37 16
J 42 34 8.2 2380 298 44 18
V 42 35 8.4 2640 285 53 21
S 42 36 8.5 2920 270 63 25
D 42 37 8.7 3200 252 75 30

3. Contexto técnico

Para el docente/investigador — NO entregar al estudiante

Variables y umbrales críticos

Variable Rango normal Valor crítico Interpretación
T_salida ≤ 32 °C > 34 °C Sistema no enfría adecuadamente
pH 7.5–8.0 > 8.3 Favorece incrustación (CaCO₃) y reduce eficacia biocida
Conductividad < 2000 μS/cm > 2500 μS/cm Ciclos de concentración excesivos; riesgo de incrustación
Caudal 300–320 m³/h < 280 m³/h Obstrucción en intercambiador o tuberías
ΔP intercambiador 25–35 kPa > 50 kPa Incrustación severa en superficies de intercambio
Biocida 10–14 kg/d > 20 kg/d Sistema fuera de control; biocida no alcanza a controlar

Diagnóstico técnico completo

Problema principal: Degradación progresiva por dos mecanismos paralelos (análogos al caso de la piscina):

1. Incrustación física (análogo a obstrucción del filtro)

2. Pérdida de control biológico (análogo a pérdida de desinfección)

Cadena causal completa

Purga insuficiente → Conductividad ↑ → Sales disueltas ↑
                                              ↓
                              Precipitación en superficies (CaCO₃)
                                              ↓
              ΔP ↑ + Caudal ↓ → Transferencia térmica ↓ → T_salida ↑
                       ↓
              Biofilm se forma sobre incrustación
                       ↓
              Biocida no penetra → Dosis ↑ → pH ↑↑
                       ↓
              Eficacia biocida ↓ → Proliferación microbiológica
                       ↓
              Riesgo de Legionella + Pérdida de rendimiento térmico

4. Analogía estructural con el caso de la piscina

Para el docente/investigador — NO entregar al estudiante. El estudiante debe descubrir el patrón por sí mismo.
Aspecto Caso Piscina (Clases 1–4) Caso Torre (Clase 5)
Dominio Hidráulico + tratamiento de agua Hidráulico + tratamiento de agua
Subsistema 1 Filtro obstruido Intercambiador incrustado
Subsistema 2 Desinfección comprometida Control biológico fallido
Variable de flujo Caudal ↓ + ΔP filtro ↑ Caudal ↓ + ΔP intercambiador ↑
Variable química ORP ↓ + pH ↑ Conductividad ↑ + pH ↑
Consecuencia Turbidez + irritación ocular T_salida ↑ + riesgo Legionella
Contexto Recreativo Industrial
Escala temporal 14 horas 7 días
Patrón abstracto Dos subsistemas degradándose en paralelo

5. Lo que se mide en Clase 5

No es la calidad del análisis per se, sino si el estudiante reconoce el patrón abstracto sin que nadie se lo señale:

Indicador de transferencia exitosa: El estudiante produce un análisis estructuralmente equivalente al de Clase 4 sin haber recibido instrucciones sobre cómo hacerlo.


6. Notas para uso en Clase 5

Ver también: caso principal (piscina) para Clases 1–4.