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El agua. Tratamiento para uso industrial

Autor: ANTONIO ROS MORENO
Curso:
|310 alumnos|Fecha publicación: 10/06/2011
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Capítulo 10:

 Tratamientos correctores (1/2)

El programa de tratamiento variará mucho según el tipo de instalación. En un sistema totalmente abierto es imposible realizar un tratamiento externo completo. Debido a los grandes caudales de agua que puede implicar, el tratamiento químico se aplicará normalmente a niveles bajos para que resulte económicamente viable sin intentar reducir al 100 % la corrosión potencial del agua bruta. La prevención de la formación de incrustaciones y el crecimiento microbiológico seguirán criterios similares. Los problemas derivados de depósitos de fangos se minimizarán a base de un acondicionamiento o tratamiento dispersante, pero es fundamental diseñar correctamente el sistema hidráulico para evitar zonas de baja velocidad.

Por el contrario, un sistema completamente cerrado con pequeñas pérdidas y los pequeños aportes de agua correspondientes, hace económico y recomendable utilizar un agua de aporte de alta calidad y un tratamiento químico interno completo. Normalmente, los sistemas cerrados se emplean en circuitos de refrigeración críticos para los que es aconsejable realizar un control de calidad permanente. Con un buen acondicionamiento de las aguas los problemas de corrosión e incrustaciones son mínimos y al no haber contacto con la atmósfera es fácil evitar el crecimiento de microorganismos. En consecuencia, tampoco son de esperar problemas de depósitos. Es fundamental conseguir las menores pérdidas posibles de agua porque los problemas serán proporcionales al aporte de agua necesario.

Los sistemas semiabiertos, de los que forman parte las torres de refrigeración, constituyen el grupo más complejo y cuyo tratamiento de agua requiere un balance también más complejo entre efectividad y costo.

La forma de controlar el contenido en sólidos del agua circulante en estos sistemas semiabiertos es el mantenimiento de una purga controlada. En tal caso hay que hacer un aporte de agua que compense la evaporación, el arrastre de gotas de agua por el aire, especialmente en condiciones de viento, y la purga. Para los tratamientos químicos internos se puede emplear un índice de residencia del aditivo, que representa el tiempo que se necesitaría para que su concentración se redujese a la mitad, teniendo en cuenta las pérdidas, evaporación, purga y aporte de agua. Los aditivos destinados a evitar la corrosión, incrustación y depósito se suelen añadir en forma continua preferentemente, en función del agua de aporte y la relación de concentraciones. La adición de biocidas puede seguir programas irregulares; a veces con una dosis continua, mas dosis de choque periódicas, para contrarrestar la adaptación de los microorganismos a los fenómenos regulares.

Así pues, a la vista de todos los factores considerados, el tratamiento de este tipo de sistemas deberá basarse en los siguientes conceptos:

- Tratamiento del agua de reintegro (aporte).

- Tratamiento del agua de recirculación.

- Tratamiento frente a microorganismos.

En función de las demandas, características del agua e instalación existirán diferentes programas de tratamiento, de los cuales hacemos reseña de los siguientes:

Control de depósitos e incrustaciones:

La prevención de la formación de depósitos e incrustaciones se inicia con los tratamientos previos externos. Tanto la decantación como la filtración convienen que floculen y decanten bien, usando adecuadamente los polielectrolitos.

Los iones que pueden dar lugar a precipitados, se eliminan por ablandamiento y desmineralización del agua. Sin embargo, estos procesos tienen un coste elevado y solamente se aplican en aguas de circuitos cerrados, pero raramente en los circuitos de recirculación abierta.

Otra alternativa clásica es un tratamiento en paralelo de una fracción del agua circulante, hasta un 5 %, mediante filtración, o incluso un ablandamiento con cal previo a la filtración con arena o antracita.

También es posible utilizar sistemas de tratamiento que modifiquen algunas de las sustancias presentes o sus características, para poder trabajar en condiciones más seguras. Estos sistemas pueden agruparse en las siguientes dos categorías:

a)      Tratamiento ácido

La adición de ácido es uno de los más antiguos tratamientos aplicados para evitar la formación de incrustaciones. El ácido neutraliza la alcalinidad del agua y evita la precipitación de carbonato. El ácido sulfúrico es el más usado por su disponibilidad y precio. La solubilidad del sulfato cálcico es muy superior a la del carbonato y normalmente no precipita; sin embargo, una adición excesiva de ácido o la operación a relaciones de concentración excesivas, pueden provocar la formación de una incrustación de sulfato cálcico. Para evitarlo se recomienda no superar el valor de 500.000 ppm para el producto de las concentraciones de iones calcio y sulfato, o el valor de 1.500 ppm para su suma.

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Aunque se pueden usar otros ácidos, hay que emplearlos con precauciones. El ácido clorhídrico añade iones cloruro que son muy corrosivos, y el ácido nítrico es un oxidante fuerte que puede ser causa de corrosiones.

En general, este tratamiento disminuye la probabilidad de formación de CaCO3, pero es un tratamiento peligroso por agregar ácido al sistema (requiere un buen control). Los modernos programas de tratamiento han eliminado la adición de ácido.

b)      Tratamiento alcalino

Otra opción es mantener el pH del circuito en valores alcalinos y agregar productos que:

- mantengan el calcio en solución; secuestrantes o dispersantes (fosfonatos, poliacrilatos).

- modifiquen la estructura cristalina de los precipitados de calcio, para que formen lodos que puedan ser removidos por purga (polifosfatos, polímeros de bajo PM – menor a 100.000 – por ej. Polimaleatos, copolímeros de polimaleatos con poliestireno sulfonado).

Los productos utilizados como inhibidores de incrustación son variados y numerosos, pero casi todos ellos, con excepción de los de tipo quelante o secuestrante, funcionan por algún tipo de mecanismo de superficie, si bien para muchos de ellos se desconoce el mecanismo preciso de actuación.

Hay suficientes indicios de que ciertos materiales pueden funcionar por varios mecanismos dependiendo de la concentración del aditivo y de su particular entorno.

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