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Muchos procesos químicos son exotérmicos y liberan una cantidad determinada de energía. Si la energía liberada no puede eliminarse instantáneamente, la temperatura aumentará. Incluso los procesos para los que está previsto que se ejecuten isotérmicamente, muestran una pequeña desviación de la temperatura objetivo. Esta desviación de temperatura puede tener importantes implicaciones en la cinética de la reacción y en la seguridad del proceso. Los cambios temporales de temperatura se deben a efectos físicos y varían según la velocidad de adición de los reactivos, la velocidad de liberación de calor, la dinámica del proceso y el recipiente del reactor. Este comportamiento también puede estar causado por limitaciones del control de temperatura o de la capacidad de calefacción y refrigeración. Esto sucede cuando se trata de reacciones rápidas y fuertes, y la liberación de calor es mayor que la capacidad de eliminación. Cuando esto ocurre, se acumula temporalmente una cantidad determinada de calor, que se libera de nuevo con el tiempo. En consecuencia, la temperatura cambia inicialmente, pero al final de la reacción vuelve a la temperatura objetivo definida.
En el escalado del proceso químico, resulta fundamental entender los cambios de temperatura y el calor asociado que se acumula por la reacción, para entender la seguridad del proceso. En este artículo técnico, se explica cómo evaluar las implicaciones del cambio de los regímenes de temperatura en las reacciones químicas. Se utilizan ejemplos tanto del laboratorio como de la planta piloto, para responder a las siguientes preguntas:
1. ¿Por qué y cuándo se produce la acumulación térmica?
2. ¿Es importante considerar la acumulación? y ¿qué volumen puede alcanzar?
3. ¿Cuál es el impacto de un cálculo incorrecto de la acumulación?
