Tratamiento de agua de refrigeración

CONCEPTOS BÁSICOS DEL TRATAMIENTO DEL AGUA DE ENFRIAMIENTO
1) CONSECUENCIAS DEL TRATAMIENTO DEL AGUA DE REFRIGERACIÓN NO CONFORME

✓ Impacto ambiental por la aplicación de productos químicos que puedan dañar el medio ambiente.
✓ Parada de producción, o reducción de carga, debido a depósitos excesivos en los haces del intercambiador de calor (corrosión, incrustaciones, slime).
✓ Reemplazo, mantenimiento y adquisición de equipos (intercambiadores de calor, tuberías, etc.)
predicho.
✓ Riesgos operativos en cuanto a garantizar la calidad del producto final.

En definitiva, Daños a la Calidad y Productividad.

 

2) PROBLEMAS EN LOS SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN

Corrosión: Es la tendencia natural de los metales a volver a su estado más estable, es decir, en forma de óxidos y sales.
Fouling: Es la aparición de depósitos en los circuitos por sólidos en suspensión, sales
disueltos y características de los sistemas.
Slime: Implica el desarrollo de microorganismos y la formación de depósitos de origen orgánico.

 

3) PRINCIPALES CONSECUENCIAS DE LA CORROSIÓN, INUNDACIONES Y LOCOS

Corrosión
Incrustaciones
Slime
✓ Reducción de la eficiencia operativa de los intercambiadores. C I S
✓ Fuga tras agujero/reducción de la vida útil de los haces. C
✓ Reducción de la resistencia mecánica de las vigas. C
✓ Obstrucción de tubos intercambiadores de calor. I S
✓ Aumento de caída de presión/reducción de caudal/aumento de presión de la bomba de recirculación (mayor coste de energía eléctrica). C I S
✓ Aceleración de la corrosión localizada I S
✓ Adsorción y consumo excesivo de químicos. I S
✓ Reducción de la vida útil de los intercambiadores de calor. C
✓ Deformación del relleno y pérdida de eficiencia de la torre de enfriamiento. S

 

4) CORROSIÓN

 

Mecanismo de corrosión en el agua de refrigeración.

 

Ánodo: Fe → Fe2+ + 2e- (1)
Cátodo: 2e- + H2O + 1/2 O2 → 2 OH- (2)
Global: Fe + H2O + 1/2 O2 → Fe(OH)2 (3)
2 Fe(OH)2 + H2O + 1/2 O2 → 2Fe(OH)3 o Fe2O3. 3H2O (4)

 

Factores que influyen en la velocidad de corrosión del acero al carbono.

 

  Realización de un tratamiento inicial: un correcto preacondicionamiento del sistema de agua de refrigeración reduce el índice de corrosión y aumenta la vida útil del equipo.
Temperatura del agua de refrigeración: el aumento de temperatura favorece la corrosión.
Velocidad del agua de refrigeración en tuberías: en presencia de inhibidores de corrosión, cuanto mayor sea la velocidad, menor será la velocidad de corrosión.
Calidad del agua de refrigeración (reposición): la presencia de contaminantes en el agua de reposición aumenta la velocidad de corrosión.
Condiciones de funcionamiento del sistema: son variables que se deben estudiar para reducir la velocidad de corrosión.
Tecnología de tratamiento aplicada: inhibidores de corrosión, dispersantes y otras soluciones de KURITA reducen la tasa de corrosión.
 

Soluciones para la corrosión.
✓ Identificar y cuantificar los factores que influyen en la velocidad de corrosión y

✓ Aplicar la tecnología de tratamiento KURITA (inhibidores de corrosión, dispersantes, etc.) que se adapte a la calidad del agua en estudio.

 

5) INUNDACIÓN

 

Mecanismo de incrustación

tratamiento de agua de refrigeración

 

 

Agentes incrustantes:

✓ Carbonato de calcio (el más común)
✓ Sulfato de calcio
✓ Fosfato de calcio
✓ Fosfato de zinc

 

Factores que influyen en la tasa de incrustaciones.

 

Temperatura superficial de la tubería: cuanto mayor sea la temperatura, más favorable será la incrustación.
Velocidad del agua de refrigeración en las tuberías: cuanto menor es la velocidad, mayor es la tasa de incrustación.
Calidad del agua de reposición/refrigeración: cuanto mayor es la concentración de sal, mayor es la tendencia a la formación de depósitos.
Condiciones de operación del sistema: ciclo de concentración, tiempo de retención y otros, son variables que deben estudiarse para reducir la tasa de ensuciamiento.
Tecnología aplicada: dispersantes, inhibidores de incrustaciones y otras soluciones de KURITA reducen las incrustaciones.
 

Soluciones para incrustaciones.

 

✓ Identificar y cuantificar los factores que influyen en la tasa de incrustación y

✓ Aplicar la tecnología de tratamiento KURITA (dispersantes, inhibidores de incrustaciones, etc.) que se adapte a la calidad del agua en estudio.

 

6) BABA

 

Formado por la agregación de microorganismos (algas, bacterias, mucílagos) y pequeños gránulos inorgánicos. También se les llama bioflocs.
Pueden ser del tipo adheridos o sedimentados.
Se detecta slime en los intercambiadores, la cubierta superior de la torre, el depósito y el relleno de la torre.

 

Mecanismo de formación del slime.

 

– Agarre de slime.
✓ Los microorganismos se adhieren a las paredes del sistema;
✓ Producen sustancias gelatinosas (mucílagos);
✓ Los sólidos en suspensión se adhieren al mucílago. El proceso es cíclico y la capa de slime crece en ausencia de un tratamiento químico adecuado.

 

– Sedimentación Biofloc.

 

✓ El biofloc crece, se vuelve pesado y se deposita en lugares de baja velocidad.
 

Factores que influyen en la formación de baba.

 

Disponibilidad de nutrientes provenientes de microorganismos en el sistema: En un sistema AGR existen 4 formas en las que puede ser alimentado por nutrientes provenientes de microorganismos: agua de reposición, aire, dosificación de productos químicos y fugas de proceso. En general, N, C y P son los principales nutrientes.
Las algas también funcionan como nutrientes.
Oxígeno disuelto: Las bacterias y hongos aeróbicos requieren oxígeno disuelto en agua para alimentarse y reproducirse. Los sistemas abiertos proporcionan suficiente oxígeno para estas funciones.
Luz solar: Acelera el crecimiento de algas en la cubierta superior de la torre, que servirán como nutrientes para los microorganismos.
Temperatura: La temperatura ideal para la proliferación bacteriana está en el rango de 30 a 40 °C.
pH: El rango ideal para la formación de slime es entre 6,0 y 9,0. Como el pH de las aguas de refrigeración se controla dentro de este rango, se beneficia la formación de slime.
Concentración de bacterias: Aumentar la concentración de bacterias aumenta la formación de baba.
La frecuencia de problemas de baba es baja cuando el recuento de bacterias es inferior a 103 UFC/ml.
Turbidez y Sólidos Suspendidos: El aumento de turbidez aumenta la formación de slime en áreas de baja velocidad. La prevención de la formación de slime se facilita con valores de turbidez inferiores a 20 ppm de caolín.
Velocidad: La sedimentación del biofloc se produce en zonas de baja velocidad. Ej.: Intercambiadores con agua en el casco. Una velocidad del agua inferior a 0,3 m/s puede agravar la incidencia del slime.

 

Soluciones para la presencia de Slime.

 

✓ Identificar y cuantificar los factores que influyen en la formación de slime y
✓ Aplicar la tecnología de tratamiento KURITA (Pretratamiento del agua, uso de Biocidas, etc.) que se adapte a la calidad del agua en estudio.
 

Por: Diego de Oliveira e Silva/Antonio R. P. Carvalho


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