Un fluido para transferencia de calor transporta la energía térmica desde una fuente de calor a otra ubicación. En la mayoría de los procesos, la fuente de calor es un horno que funciona con combustible líquido, gas natural o productos de madera, o elementos eléctricos sumergidos que calientan el fluido en circulación.

Sin embargo, no siempre tiene usos tan frecuentes como este. Por ejemplo, en las plantas de energía solar, el fluido se calienta con la luz solar y transfiere el calor para hervir el agua, que a su vez alimenta las turbinas de vapor. En las aplicaciones de recuperación de calor residual, el fluido se calienta mediante tuberías calientes por las que fluye el gas de escape caliente recuperado.

También hay casos en los que la reacción química o la pieza fabricada en sí es la fuente de calor y la circulación del fluido disminuye el calor para enfriar o mantener la temperatura de reacción.

Para cualquier sistema de transferencia de calor, los componentes, los tamaños de las líneas, el tamaño de la bomba y los cálculos de intercambio de calor se basan en las nuevas propiedades del fluido para garantizar que funcione con la máxima eficiencia.

Pero a medida que el fluido se degrada, su viscosidad puede aumentar o incluso disminuir cuando hay una disociación térmica severa y puede comenzar a transportar sólidos o gases por la degradación o la contaminación. Es importante que los operadores de equipos conozcan los tres modos de degradación:

• Contaminación: puede ser externa, como la lluvia o el polvo que ingresa al sistema cuando falta una cubierta atornillada, o interna, como una fuga por orificio que permite que el material del proceso ingrese a la corriente de aceite caliente, o el desgaste de los componentes.
• Oxidación: es el fluido caliente que reacciona con el oxígeno del aire. Al principio, el fluido se oscurece y se espesa, y si no se atiende causará la formación de lodo y la acumulación de residuos ácidos en áreas de bajo flujo y baja alteración, como el fondo de los depósitos o los tanques de expansión.
• Disociación térmica: ocurre, en general, cuando las moléculas de fluido reciben más energía térmica de la que pueden absorber y transportar. Puede provocar la reducción del punto de inflamación (y el punto de ebullición) del fluido y la contaminación de las superficies receptoras de calor. El depósito de la capa de carbono actúa como aislante, lo que obliga a los operadores a aumentar el flujo de calor para mantener la misma temperatura de funcionamiento.

Una vez que se produce la degradación, los cálculos de intercambio de calor originales se vuelven menos precisos y el sistema deberá utilizarse con más severidad para compensar y producir resultados similares. Esto afectará directamente las finanzas comerciales, ya que la necesidad de aumentar las temperaturas a causa de los fluidos oxidados afecta los costos de combustible y electricidad, y la acumulación de materiales insolubles en áreas de baja alteración aumenta la necesidad de un mantenimiento costoso.

Hay dos elementos clave que se deben tener en cuenta a la hora de analizar la frecuencia con la que se debe reemplazar un fluido para transferencia de calor. El primero es el tipo de aplicación. Por ejemplo, en la extrusión de plástico, los ingenieros pueden esperar que el aceite dure entre 4000 y 6000 horas, mientras que en el almacenamiento de asfalto hay casos en los que los operadores pueden usar el mismo cambio de aceite hasta por 25 años, si tiene el mantenimiento adecuado.

El segundo elemento es el cuidado que se pone en el mantenimiento y las pruebas que se realizan que inevitablemente influirán en la durabilidad de un fluido para transferencia de calor. Las empresas que realizan análisis de fluidos con regularidad y aprovechan la experiencia de los proveedores de fluidos logran comprender la tasa de degradación y pueden actuar en consecuencia a fin de reducir o eliminar la necesidad de tener que detener todo el sistema solo para reemplazar los fluidos. Por ejemplo, reemplazar solo el 10 por ciento del líquido de manera regular puede extender la vida útil del fluido del sistema sin la necesidad de tener que reemplazarlo en su totalidad.

Por otro lado, quienes se niegan a las pruebas periódicas suelen actuar de forma reactiva cuando se ve afectada la producción y, en ese momento, el mantenimiento se vuelve mucho más costoso y requiere mucho más tiempo. Por ejemplo, si un sistema generalmente funciona a 550 °F, los operadores pueden ver que su termostato sube hasta 580 °F a lo largo de los años, ya que el sistema se ve obligado a trabajar con un mayor esfuerzo debido a la contaminación de las superficies de intercambio de calor o al aumento de la viscosidad del fluido.

En el peor de los casos de degradación, el fluido no circulará lo suficientemente bien como para mantener la producción, o la disociación hará que el punto de ebullición del fluido baje gravemente a una temperatura cerca de la de funcionamiento, lo que provoca la cavitación de la bomba y crea un problema de seguridad significativo. Una vez que se alcanza el punto de no retorno, es necesario detener el sistema en su totalidad de manera inesperada para drenar, limpiar, lavar y recargar el sistema con aceite nuevo. Esto tiene un impacto negativo directo en los balances de las empresas con hasta cuatro días de pérdida de producción sumados a los caros costos de reparación.

Los programas de análisis de aceite usado son vitales para mantener la eficiencia y efectividad de los fluidos para transferencia de calor. Los operadores que consideren incorporar el análisis de fluido para transferencia de calor usado en su programa de mantenimiento, o expandir su programa normal de análisis de aceite de activos industriales al fluido para transferencia de calor, deben investigar las pruebas ofrecidas, ya que, desafortunadamente, algunas de las pruebas realizadas en lubricantes industriales convencionales son irrelevantes o carecen de fluidos para transferencia de calor.

Por ejemplo, el recuento de partículas ISO es de utilidad para engranajes y aceites hidráulicos, pero no sirve en absoluto para fluidos para transferencia de calor debido al oscurecimiento que suele ocurrir durante el uso. Por otro lado, la cromatografía de gases, las pruebas del punto de inflamación y la medición del contenido de sólidos no suelen formar parte del régimen de pruebas habitual, pero proporcionan una visión útil sobre el estado del fluido.

También es importante tener en cuenta que los resultados de los métodos de prueba habituales pueden cambiar según la forma en que se degrada el fluido. Por ejemplo, la oxidación espesa el aceite y la disociación térmica lo diluye, por lo se puede creer que el aceite tiene una viscosidad normal mientras que el sistema se ve afectado por ambos problemas a la vez. Para evitar que estos problemas se pasen por alto, se puede llevar a cabo un análisis de cromatografía de gases que puede proporcionar una imagen clara y precisa del fluido para transferencia de calor.

Cuando se selecciona un fluido para transferencia de calor, uno de los conceptos erróneos generalizados es que cuanto más caro es, mayor calidad tendrá el fluido. Aunque esto puede ser verdad en cierto punto, no debe ser lo único a tener en cuenta. Algunos fluidos para transferencia de calor son costosos por su diseño, pero se oxidan con rapidez debido a la falta de protección antioxidante. Las fichas de datos técnicos pueden ser de utilidad y proporcionar información sobre las propiedades del fluido sin usar, sin embargo, ofrecen poca información sobre su resistencia a la degradación, que es el aspecto que ofrece una vida útil prolongada.

Para evitar confusiones o evitar elegir el fluido incorrecto, los operadores deben asociarse con un experto en lubricantes que tenga una visión única de la formulación del fluido y ofrezca asistencia técnica.

Además, es importante buscar testimonios de clientes que ofrezcan una visión sincera de sus experiencias con el uso de fluidos. Los departamentos de operaciones, mantenimiento y seguridad también deben participar en la evaluación y la adquisición para encontrar un proveedor dispuesto a proporcionar un producto que se ajuste a las necesidades específicas de la empresa con un impacto mínimo en el medio ambiente y la salud de los trabajadores. Una práctica recomendada para la industria indica que esto también debe incluir un programa de prueba de fluido térmico dedicado y un soporte técnico local que esté dispuesto a ayudar a aumentar o mantener la productividad para reducir la probabilidad de interrupciones o tiempos de inactividad costosos e inesperados.