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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 11:

 Tratamientos correctores (2/2)

 Control de la corrosión:

Una posible solución, sería modificar las características agresivas del agua. El control de la concentración de oxígeno disuelto, por ejemplo  por agregado de sulfito, sería excesivamente caro a la vez que ineficiente.

Es frecuente el uso de inhibidores de corrosión, los que actúan protegiendo la superficie del material metálico, cuya acción es la de despolarizar (disminuir o detener el flujo eléctrico) las reacciones de corrosión.

Los inhibidores de corrosión se clasifican como catódicos, anódicos o mixtos dependiendo de la reacción de corrosión que cada uno controla. La inhibición normalmente es el resultado de uno o varios de los mecanismos generales. En el primero la molécula del inhibidor es adsorbida sobre la superficie del metal por un proceso de quimisorción, formando una delgada película protectora, por sí sólo o en conjunción con iones metálicos. En el segundo mecanismo, los inhibidores simplemente obligan al metal a formar su propia protección de óxidos metálicos, y de este modo aumentan su resistencia. En el tercer mecanismo el inhibidor reacciona con las sustancias potencialmente corrosivas del agua.

Los inhibidores de corrosión más comunes son:

·   anódicos: molibdatos, ortofosfatos, nitritos, silicatos;

·   catódicos: zinc, polifosfatos, fosfonatos.

La elección del inhibidor adecuado viene condicionada por los parámetros de diseño del sistema de refrigeración y por la composición del agua.

Raramente se utiliza un inhibidor de la corrosión único; en general, se mezclan dos o más inhibidores completando sus ventajas individuales y superando las limitaciones respectivas. A menudo la mejor protección del sistema se consigue combinando un inhibidor catódico con uno anódico. Algunas veces se combinan dos inhibidores catódicos, pero muy raramente dos anódicos.

Tanto los inhibidores de corrosión como los de incrustación acostumbran a ser compuestos formulados con múltiples materias activas de forma que se minimice el consumo de productos a la vez que se potencie el rendimiento. Las empresas especializadas disponen de formulaciones propias en que los inhibidores básicos están mezclados con los otros componentes minoritarios.

Control del crecimiento microbiano:

No es viable un control mecánico de los microorganismos que se desarrollan, por lo que se impone un tratamiento químico de los mismos.

Para controlar la acción microbiana se emplean agentes microbiocidas, clasificados en dos grandes grupos: oxidantes y no oxidantes.

El programa de actuación con biocidas es muy particular de cada instalación y debe estar basado en ensayos de cultivo y sensibilidad a los agentes biocidas. Debe considerarse, además, la toxicidad potencial para el medio ambiente.

Los microorganismos son capaces de desarrollar formas resistentes a un medio determinado, de forma que es preciso revisar periódicamente el programa utilizado. Dada la variedad de especies es difícil que un solo tipo de biocida pueda actuar sobre todas las especies y se recurre a combinaciones que demuestren un efecto sinérgico. Para que el programa sea económico a menudo se recurre a combinar un biocida altamente efectivo pero caro, con otro de amplio espectro y menos caro que haga razonable el costo total del programa. El material de construcción puede excluir la utilización de ciertos biocidas, como ocurre con los oxidantes, cuando la madera figura como un elemento de construcción con la cual tendría contacto directo.

a)      Biocidas oxidantes

Los biocidas oxidantes, tal y como indica su nombre oxidan la materia orgánica (material celular, enzimas, proteínas, etc.), y por consiguiente provocan la muerte de los microorganismos. Los más habituales son el cloro y el bromo, y sus derivados.

En el caso del cloro y sus derivados, normalmente se forman enlaces estables entre el nitrógeno de las proteínas y el cloro, llevando a la destrucción de los microorganismos. Este tipo de biocidas provocan un efecto secundario sobre las instalaciones tratadas pues incentivan la corrosión. Además su actividad desinfectante tiene una dependencia con el pH.

El ozono, en disolución acuosa, tiene un gran poder oxidante, y reacciona, en forma parecida al cloro, sobre los microorganismos. No es contaminante pero su costo más elevado lo mantiene poco usado.

La presencia de grandes cantidades de materia orgánica y de amoníaco en el agua puede conllevar problemas a la hora de controlar la contaminación biológica con este tipo de biocidas.

b)      Biocidas no oxidantes

Los biocidas no oxidantes son aquellos que interfieren en el metabolismo celular y/o en su estructura, provocando de esta manera la muerte de los microorganismos. Existen muchos tipos de biocidas no oxidantes pero en general todos cumplen los siguientes requisitos: son más estables y persistentes que los biocidas oxidantes y su actividad es independiente del pH.

Empleados solos, han demostrado tener en algunos tratamientos un carácter biocida superior al de los oxidantes. En muchos programas se emplean combinados para lograr un espectro de actividad más amplio.

Cada biocida de este tipo tiene su mecanismo de actuación particular, no pudiéndose generalizar un mecanismo de actuación para todo el grupo.

El pentaclorofenato y otros fenoles clorados son los biocidas no oxidantes más comunes, solos o mezclados con ciertos tensoactivos aniónicos para aumentar la efectividad biocida.

Los compuestos órgano-estañados son biocidas para muchas bacterias y algas. Se aplican a pH alcalino, a menudo combinados con dispersantes amónicos o aminados.

Los compuestos órgano-sulfurados funcionan por mecanismo competitivo al captar el hierro que las células necesitan para su actividad respiratoria. El metilenbistiocianato inhibe el crecimiento de algas, hongos y bacterias en general, pero es especialmente útil para atacar las especies sulfato reductoras desulfovibrio. No es muy soluble en agua y se formula con dispersantes. Se hidroliza rápidamente a pH por encima de 8.

Otros compuestos organosulfurados utilizados son las sulfonas, tionas y tiocarbamatos.

La acroleína se emplea como un sustituto del cloro en aguas muy contaminadas. Al no ser consumido por la materia orgánica interpuesta alcanza, por difusión, cualquier zona bajo tratamiento. Tiene la ventaja adicional de ser fácilmente desactivada por el sulfito sódico y se puede eliminar cualquier residuo antes de su vertido al medio ambiente receptor.

Las sales de amonio cuaternario son agentes tensoactivos catiónicos. Son sustancias desinfectantes, que actúan especialmente en medio alcalino y a temperaturas elevadas. Estos compuestos son particularmente activos contra bacterias Gram positivas, ante las que muestran actividad a concentraciones extremadamente bajas. Su efecto sobre bacterias Gram negativas es menor y requiere concentraciones más elevadas. Su acción bioestática se atribuye a su carga positiva, que forma un enlace electrostático con las partes cargadas negativamente de la pared celular. Estos enlaces electrostáticos creados producen la lísis y la muerte de la célula. También producen la muerte de la célula mediante la desnaturalización de proteínas y distorsión de la permeabilidad de la pared celular, reduciéndose el flujo normal de sustancias vitales y nutrientes para la célula. Los amonios cuaternarios suelen descomponerse en cloroaminas, que son efectivas frente a la Legionella, son volátiles y huelen mal. En disoluciones con anticorrosivos/anti-incrustantes se ha observado que los amonios cuaternarios tienen una elevada tendencia a precipitar en presencia de estos aditivos, que suelen contener aniones.

De todo esto se concluye que en un sistema de refrigeración la utilización de una sal de amonio cuaternario es adecuada para realizar un tratamiento biológico, siempre y cuando no se realice un tratamiento anticorrosivo/anti-incrustante. Debido a este inconveniente, su utilización queda reducida a sistemas en los que no se realice un acondicionamiento químico para evitar la corrosión e incrustación del circuito (circuitos de agua contra incendios, depósitos de hormigón, etc.).

Teniendo en cuenta que en un circuito de refrigeración en el agua hay más sustancias en disolución, ya que no sólo se dosifican biocidas, hay que considerar las ventajas e inconvenientes de su utilización en este tipo de sistemas.

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