TRATAMIENTO QUÍMICO DEL AGUA
IMPUREZAS DEL AGUA: El agua tiene una gran cantidad de impurezas microscópicas que se llaman sales minerales, entre estas sales minerales, se tienen: calcio, magnesio, hierro, sílice, etc. El agua de lluvia al caer puede absorber oxígeno, CO2, nitrógeno, polvo y otras impurezas contenidas en el aire, y también disolver substancias minerales de la tierra.
Esta contaminación puede acrecentarse además con ácidos procedentes de la descomposición de materias orgánicas, residuos industriales y aguas sépticas descargas en lagos y ríos.
Las sustancias contenidas por el agua se clasifican en disueltas y en suspensión. En el grupo de las sustancias disueltas se incluyen los bicarbonatos de calcio, magnésico y sódico; sulfatos, magnésico y sódico; nitratos y magnésico; cloruros, magnésico y sódico; oxígeno de hierro; sílice; residuos industriales y gases tales como oxígeno y anhídrido carbónico. El grupo de las materias en suspensión comprende: lodo, arena, materia vegetal y residuos industriales.
DUREZA DEL AGUA: El concepto de “dureza” tal como se aplica al agua significa la propensión a formar incrustaciones y a su contenido de sales minerales (el grupo de las sustancias disueltas) que pueden adherirse a las paredes de transferencia de calor y aumentar los costos de producción de vapor o de enfriamiento. Según sea la naturaleza de las impurezas contenidas, la dureza de las aguas puede ser temporal (carbonatos) y permanente. Las cantidades las sales minerales presentes en el agua se puede expresarse en partes por millón (ppm).
EFECTOS PRODUCIDOS POR LAS IMPUREZAS DEL AGUA: Las impurezas del agua pueden ser la causa de los siguientes efectos perjudiciales para la caldera.
(1) Reducción de la cantidad de calor transmitido debida a la formación de incrustación sobre las superficies de caldeo;
(2) Averías en los tubos y planchas, producidos por la disminución de la cantidad de calor transmitido a través de ellos;
(3) Corrosión y fragilidad del acero de la caldera;
(4) Mal funcionamiento, formación de espumas y arrastres de agua en cantidad por el vapor;
(5) Costos elevados de limpieza, reparaciones inspección, entretenimiento y equipos de reserva;
(6) Pérdidas caloríficas debido a frecuentes purgados; mal rendimiento de los equipos que utilizan el vapor, a causa de que este sea sucio, y
(7) Costo adicional en el equipo de condensadores, a causa de los gases que lleva el vapor. La mayor parte de los defectos reseñados puede atribuirse a una o varias de las siguientes causas:
• Incrustación
• Corrosión
• Fragilidad
• Esfumación
INCRUSTACIÓN: Es la capa blanda o dura en forma de costras que se adhieren a las superficies de transferencia de calor de las tuberías internas de una caldera (cámara de agua) compuestas de sustancias minerales, suciedad o ambas cosas. Estas incrustaciones hacen disminuir la transmisión de calor a través de las superficies de transferencia de calor, reduciendo la capacidad y aprovechamiento del poder calorífico del combustible que se esté ulitando para la producción de vapor, aumentando los costos de operación.
Esto es consecuencia de:
• Falta de un acondicionamiento químico del agua de alimentación y alta presencia de dureza en la misma.
• Falta de purga de nivel y fondo
• Falta de una limpieza periódica trimestral a la cámara de agua
La principal desventaja de la incrustación es que incrementa el consumo de combustible a cantidades increíbles
CORROSION: Es un desgaste anormal de la caldera con una disminución de su resistencia mecánica. Las causas pueden ser:
• Acción electrolítica
• Acidez
• Alcalinidad del agua
• La presencia de oxígeno
La corrosión en las paredes de transferencia de calor es prácticamente un deterioro del metal y no puede revertirse el daño que ocasiona, como lo puede ser en las incrustaciones. Cuando hay un ataque directo de corrosión es inevitable el cambio de las partes corroídas.
El uso de soda caustica directamente en el agua de la caldera con presencia de corrosión el riesgo de una fragilización caustica es muy alta.
FRAGILIDAD CAUSTICA Y FATIGA DE CORROSION: Es el resultado de una corrosión no uniforme que conduce a la formación acelerada de grietas en los bordes de las planchas remachadas de las calderas, remaches y porción metálica situada alrededor de las aberturas, en donde el material ha sido sometido a grandes esfuerzos de tracción durante los procesos de fabricación y funcionamiento. En las calderas soldadas las superficies especialmente afectadas son las situadas junto a los orificios de los tubos.
Las averías debidas a la fragilidad cáustica son resultado de las grietas formadas en el metal siguiendo las zonas limítrofes cristalinas. La fatiga de corrosión, producida por el ataque químico y repetidos alargamientos de las partes metálicas, origina grietas según líneas de esfuerzo independientes de las zonas limítrofes cristalinas del metal.
FORMACIÓN DE ESPUMAS Y VÓMITOS: Ocurre cuando el agua de la caldera contiene álcalis, materia orgánica en suspensión, algunos aceites en presencia de sales sódicas, o aguas conteniendo en cantidad sales sódicas solubles. El resultado es que el espacio destinado al vapor queda ocupado por una masa de burbujas de espuma. Este resultado es producto de la contaminación del agua con el proceso o la falta de purga.
Cuando la falta de purga es bastante, la cantidad de lodos en la cámara de la caldera se incrementan y son expulsadas a las líneas de vapor provocando tapones en los filtros, trampas y contaminan el proceso al que es destinado el vapor. En maquiladoras manchan la producción con un color amarillo y rojizo. La espuma resiste la formación de vapor, provocando altos consumos de combustible.
EBULLICIÓN IRREGULAR: Consiste en el arrastre de masas de agua con el vapor, debido a la presencia de una película de aceite sobre la superficie del agua de la caldera, a algunas de las causas de la formación de espumas ya mencionadas, o a que la superficie de desprendimiento del vapor sobre el agua sea pequeña.
OXIGENO: Especialmente a elevadas temperaturas, “pica” y corroe todas las partes metálicas con las cuales está en contacto. El anhídrido carbónico sólo tiene tendencias producir corrosión o a entrar en combinación con otros cuerpos para constituir compuestos formadores de incrustación. Los gases oxígeno, nitrógeno, anhídrido carbónico y otros no condensables a las presiones y temperaturas corrientes del condensador, que puede tener el vapor, imponen una carga adicional a las bombas y dispositivos destinados a evacuar el aire de los condensadores.