Diapositiva 1TORRES DE ENFRIAMIENTO
SON SISTEMAS DE INTERCAMBIO DE CALOR, QUE PERMITEN ENFRIAR EL AGUA
UTILIZADO COMO MEDIO DE ENFRIAMIENTO EN LOS EQUIPOS DE
PROCESO.
EL MEDIO PARA ENFRIAR EL AGUA ES EL AIRE DEL AMBIENTE.
EXISTEN TRES SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO:
PASO UNICO
RECIRCULACION CERRADA
RECIRCULACION ABIERTA
Paso Unico
5 – 10 ºF
Muy alta
Recirculación Cerrada
20 – 30 ºF
Moderada
DESGASTE DE MATERIAL Y FORMACIÓN DE ÓXIDOS
1.1 VARIABLES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE CORROSIÓN EN EL
AGUA
LA CORROSIÓN SE DEBE PRINCIPALMENTE A OD Y SD EN EL AGUA
CIRCULANTE
EN LOS SAR, SE ENFRÍA EL AGUA AL INTERCAMBIAR EL CALOR CON EL AIRE
QUE INGRESA A LA TORRE
EL CONTACTO AGUA – AIRE ORIGINA QUE EL OXÍGENO SE INCREMENTE EN EL
AGUA Y QUE EL AGUA ARRASTRE PARTÍCULAS PRESENTES EN EL AIRE COMO
MICROORGANISMOS, POLVO, ARENAS, CO2
Ing. José Huapaya Barrientos
*
EL AGUA DE ENFRIAMIENTO, POR LO TANTO PRESENTA CARACTERÍSTICAS
CORROSIVAS QUE SE INCREMENTAN CON:
EL INCREMENTO DE LA TEMPERATURA
EL INCREMENTO DE LOS SD EN EL AGUA DE REPOSICIÓN Y POR LA
EVAPORACIÓN
LA REDUCCIÓN DEL PH DEL AGUA
EL INCREMENTO DE LA VELOCIDAD DEL AGUA
LA NATURALEZA DE LOS MATERIALES USADOS
LA PRESENCIA DE ENSUCIAMIENTO O CONTAMINANTES DEL PROCESO
DEPÓSITOS PROVOCADOS POR LA PRESENCIA DE BACTERIAS O
MICROORGANISMOS
GASES COMO CO2 DEL AIRE
Ing. José Huapaya Barrientos
*
CUANDO SE PRESENTAN MÁS DE UNA DE ESTAS VARIABLES, LA CORROSIÓN ES
COMPLEJA, Y LA SOLUCIÓN COMPLETA ES MUY DIFICIL DE ENCONTRAR
Ing. José Huapaya Barrientos
1.2 USO DE INHIBIDORES EN LOS SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO
EL USO DE INHIBIDORES PARA REDUCIR LA VELOCIDAD DE CORROSIÓN, NO SE
CIRCUNSCRIBE AL USO DE UN SOLO INHIBIDOR, DADO QUE LA MEZCLA DE
INHIBIDORES DA MEJORES RESULTADOS QUE LA ACCIÓN DE UNO DE ELLOS.
ESTE FENÓMENO SE DENOMINA EFECTO SINÉRGICO
Ing. José Huapaya Barrientos
TRATAMIENTO ANTIGUO, ES EFECTIVO
EL MECANISMO DE ACCIÓN SE BASA EN LA FORMACIÓN DE UNA PELÍCULA
PROTECTORA COMPLEJA DE ÓXIDO FÉRRICO Y ÓXIDO CRÓMICO
PARA LOGRAR LOS NIVELES ÓPTIMOS DE PROTECCIÓN SE REQUIERE UNA
DOSIFICACIÓN INICIAL ALTA DE 500 – 1000 mg/L PARA LA FORMACIÓN DE
LA PELÍCULA, SEGUIDO DE UN NIVEL DE MANTENIMIENTO DE 200 – 250
mg/L
EL CROMATO ES EFECTIVO PARA LOS METALES COMO EL COBRE Y SUS
ALEACIONES, SIN EMBARGO EL DESARROLLO DE LA PELÍCULA ES MÁS
LENTA
PROGRAMAS SIMPLES (UN SOLO INHIBIDOR)
Ing. José Huapaya Barrientos
*
PROVEE UNA BUENA PROTECCIÓN AL ZINC Y ALUMINIO. EN ESTE CASO SE
REQUIERE UNA CONCENTRACIÓN MÍNIMA PARA LA PROTECCIÓN DEBIDO A QUE
ES SENSIBLE A LOS IONES:
DEBAJO DE ESTA CONCENTRACIÓN CRÍTICA OCURRE CORROSIÓN LOCALIZADA Y
PICADURAS
LA PROTECCIÓN DEL CROMATO NO SUFRE DETERIORO DENTRO DE LOS RANGOS
NORMALES DE TEMPERATURAS DE 150 ºF Y PH 6 - 11
Y
POLIFOSFATOS
HAN SIDO MUY EMPLEADOS DURANTE LOS ÚLTIMOS 40 AÑOS. SU EFICIENCIA
SE HA INCREMENTADO MEDIANTE COMBINACIONES CON OTROS
INHIBIDORES
SE EMPLEAN SÓLOS EN CASOS DE POCA SEVERIDAD EN LA CORROSIÓN, POR UN
BAJO COSTO
REQUIERE LA PRESENCIA DE IONES DIVALENTES COMO EL CALCIO EN
PARTICULAR, PARA FORMAR LA PELÍCULA PROTECTORA DE UN COMPLEJO
COLOIDAL, QUE MIGRA AL CÁTODO DEPOSITÁNDOSE COMO UNA PELÍCULA
POLIMÉRICA AMORFA DE ESPESOR APRECIABLE
SE EMPLEAN DÓSIS DE 10 – 15 mg/L DE POLIFOSFATOS EN EL AGUA
CIRCULANTE PARA MANTENER LA CORROSIÓN BAJO CONTROL, SIENDO
NECESARIO DUPLICAR ESTOS NIVELES DURANTE LOS PRIMEROS DÍAS DEL
TRATAMIENTO
Ing. José Huapaya Barrientos
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EL PH DEBE MANTENERSE EN EL RANGO DE 5 – 7 PARA MATERIALES DE
HIERRO Y ACERO. SÍ SE TIENEN EQUIPOS DE COBRE Y SUS ALEACIONES SE
REDUCE EL RANGO DEL PH A 6,6 – 7
LOS MALOS RESULTADOS EN UN PROGRAMA DE FOSFATOS ES LA IMPOSIBILIDAD
PARA MANTENER EL PH DENTRO DEL RANGO RECOMENDADO
A PH POR ENCIMA DE 7, SE REDUCE LA CAPACIDAD DE PROTECCIÓN,
DETERIORÁNDOSE SIGNIFICATIVAMENTE POR ENCIMA DE 7,4. ADEMÁS, SE
PRESENTA EL RIESGO DE DEPOSICIÓN DE ORTOFOSFATO DE CALCIO A MEDIDA
QUE EL PH SE ELEVA SOBRE 7
EL ORTOFOSFATO PROVIENE DE LA REVERSIÓN POR HIDRÓLISIS DEL
POLIFOSFATO Y PUEDE SIGNIFICAR UN SERIO PROBLEMA SÍ SU
CONCENTRACIÓN ALCANZA EL RANGO DE 8 – 12 mg/L
Ing. José Huapaya Barrientos
PROGRAMAS METÁLICOS
LA ACCIÓN SINÉRGICA SE EMPLEÓ A PARTIR DEL AÑO 1950, OBSERVÁNDOSE
QUE SE MEJORA LA INHIBICIÓN DE LA CORROSIÓN
AUN SE EMPLEAN LAS FORMULACIONES QUE CONTIENEN Zn – CROMATO, SOBRE
TODO, CUANDO SE TRATA DE PROBLEMAS SEVEROS Y LAS CONDICIONES
AMBIENTALES LO ACEPTAN
LOS PROGRAMAS NO METÁLICOS SIN CROMO, NI ZINC, ESTÁN SIENDO
UTILIZADOS CON MAYOR ATENCIÓN, DEBIDO A LAS RESTRICCIONES
AMBIENTALES
PROGRAMAS MULTIPLES O MEZCLA DE INHIBIDORES
Ing. José Huapaya Barrientos
CROMATO - POLIFOSFATO
FUE EL PRIMERO DE ESTA GENERACIÓN MODERNA, DENOMINADO “DIANODIC”
POR SUS DESCUBRIDORES, COMPORTÁNDOSE COMO INHIBIDORES
ANÓDICOS
SE RECOMIENDA NIVELES DE 50 – 75 mg/L DE MEZCLA INHIBIDORA. LA
DOSIFICACIÓN VARÍA SEGÚN LA SEVERIDAD. LA RELACIÓN PREFERIDA DE
CADA POLIFOSFATO DE SODIO A CROMATO DE SODIO ES 2:1, AUNQUE ESTO NO
ES UN FACTOR CRÍTICO, AL MENOS EN EL RANGO DE 4:1 A 1:4
EL RANGO DE PH PARA UNA PROTECCIÓN ÓPTIMA ES DE 5,5 – 7,8 PERO EL
LÍMITE SUPERIOR DEBE REDUCIRSE, CON FRECUENCIA PARA EVITAR
DEPOSICIONES DE FOSFATO DE CALCIO
SU PRINCIPAL VENTAJA RADICA EN LA EFICACIA PARA CONTROLAR LA
CORROSIÓN EN MATERIALES NO FERROSOS. EN ALEACIONES DE COBRE EL
RANGO DE PH DEBE SER 6 – 6,5
Ing. José Huapaya Barrientos
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UNA DESVENTAJA ES QUE EL CROMATO EN LA MEZCLA ES SUCEPTIBLE A
REDUCIRSE POR EFECTO DE CIERTOS CONTAMINANTES. ADEMÁS EL
POLIFOSFATO CONSTITUYE UN NUTRIENTE PARA EL CRECIMIENTO
BIOLÓGICO
LOS NIVELES ALTOS DE ESTOS COMPONENTES GENERAN EFLUENTES QUE DEBEN
SER TRATADOS
POLIFOSFATO - Zn
LA ADICIÓN DE SALES DE ZINC AL POLIFOSFATO, INCREMENTA NOTABLEMENTE
LA VELOCIDAD DE FORMACIÓN DE LA PELÍCULA MEJORANDO EL PROCESO DE
INHIBICIÓN
LAS CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL POLIFOSFATO NO SE ALTERAN
APRECIABLEMENTE POR EL Zn, TAMPOCO LOS REQUERIMIENTOS PARA LA
INHIBICIÓN, TALES COMO LA PRESENCIA DE CALCIO Y EL RANGO DE
PH
Ing. José Huapaya Barrientos
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LA PRESENCIA DE Zn ALIVIA UNA DE LAS MAYORES DEVENTAJAS DE LA
INHIBICIÓN CON POLIFOSFATOS: SU LENTA FORMACIÓN DE LA PELÍCULA. EL
Zn TAMBIÉN ACELERA EL RESTABLECIMIENTO DE LA PELÍCULA CUANDO ÉSTA
SE ROMPE, LO CUAL RESULTA EN UNA MEJORA GLOBAL DE LA
INHIBICIÓN
SE RECOMIENDAN ENTRE 10 – 20% DE Zn EN LA MEZCLA
LA NATURALEZA DEL ION QUE ACOMPAÑA AL Zn COMO EL SULFATO, CLORURO Y
NITRATO, DEBE MANTENERSE EN CONCENTRACIONES HASTA 8,5 % PARA NO
ALTERAR LA SOLUBILIDAD DEL POLIFOSFATO
Ing. José Huapaya Barrientos
COMBINACIÓN DE FOSFONATOS (AMP/HEDP)
COMBINACIÓNDE POLIFOSFATO – ORTOFOSFATO
LOS TRES PROGRAMAS SON SINÉRGICOS PROTEGIENDO EL ACERO AL CARBONO Y
COMBINAN MUCHAS DE LAS VENTAJAS DE LOS COMPONENTES INDIVIDUALES,
TALES COMO:
FORMACIÓN DE LOS COMPLEJOS CON CALCIO Y OTROS METALES POLIVALENTES,
EN LA FORMACIÓN DE LAS PELÍCULAS PROTECTORAS
INHIBICIÓN DE INCRUSTACIONES
Ing. José Huapaya Barrientos
*
DE LA INFORMACIÓN PRECEDENTE SE PUEDE CONCLUIR QUE LOS CRITERIOS
TÉCNICOS A TOMAR EN CUENTA EN LA SELECCIÓN DEL INHIBIDOR O MEZCLA
DE INHIBIDORES SON:
PH DE OPERACIÓN Y CONTROL
MATERIALES DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO
EFICIENCIA DEL INHIBIDOR O DE LA MEZCLA
COMPATIBILIDAD CON OTROS PRODUCTOS QUÍMICOS QUE SE USAN EN EL
TRATAMIENTO DE AGUA
SE TIENEN GRÁFICAS QUE SUGIEREN ALGUNAS FORMULACIONES EN FUNCIÓN
DEL ÍNDICE DE RAYZNAR
Ing. José Huapaya Barrientos
Ing. José Huapaya Barrientos
INCRUSTACIÓN
SON DEPÓSITOS FORMADOS POR LA PRECIPITACIÓN DE SUSTANCIAS DISUELTAS
EN EL AGUA, CUANDO LA SOLUBILIDAD DE DICHAS SUSTANCIAS ES
SOBREPASADA
QUÍMICAMENTE LA INCRUSTACIÓN ESTÁ FORMADA POR COMPUESTOS INSOLUBLES
DE CALCIO Y MAGNESIO Y ALGUNAS VECES POR SÍLICE, FORMANDO UNA MASA
MUY DURA Y FUERTEMENTE ADHERIDA A LAS SUPERFICIES METÁLICAS
LOS PROBLEMAS MÁS IMPORTANTES SON:
REDUCCCIÓN DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR, EN VISTA QUE LA
INCRUSTACIÓN ES UN AISLANTE
REDUCCIÓN DEL ÁREA TRANSVERSAL EN LAS TUBERÍAS, ELEVANDO LA
POTENCIA DEL BOMBEO
FORMACIÓN DE CELDAS DE AIREACIÓN DIFERENCIAL Y/O CELDAS DE
CONCENTRACIÓN QUE FAVORECEN EL PROCESO DE CORROSIÓN
Ing. José Huapaya Barrientos
*
LA COMPOSICIÓN DE LA INCRUSTACIÓN ES: CARBONATO DE CALCIO, SULFATO
DE CALCIO, FOSFATO DE CALCIO, SÍLICE, HIDRÓXIDO DE MAGNESIO Y OTRAS
SALES Y OTROS MATERIALES QUE ENTRAN EN EL AGUA COMO SÓLIDOS
SUSPENDIDOS Y QUE PRECIPITAN EN LAS ZONAS DE BAJA VELOCIDAD.
LOS FACTORES QUE PROVOCAN LA INCRUSTACIÓN SON:
CONCENTRACIÓN DE LAS SALES DE CALCIO Y MAGNESIO DISUELTAS EN EL
AGUA
TEMPERATURA DE OPERACIÓN EN LAS UNIDADES DE TRANSFERENCIA DE
CALOR
VELOCIDAD DEL AGUA
PH DEL AGUA
ÍNDICE DE SATURACIÓN
PARA PREVEER LA INCRUSTACIÓN SE REQUIERE CONOCER:
CALIDAD DEL AGUA DE REPOSICIÓN: SÓLIDOS DISUELTOS, DCa, DMg, Y
SS
CALIDAD DEL AGUA RECIRCULANTE: SD, DCa, DMg Y SS
TEMPERATURA DE OPERACIÓN EN EL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO
COMPOSICIÓN DE LA INCRUSTACIÓN
TRATAMIENTO EXTERNO O TRATAMIENTO DEL AGUA DE REPOSICIÓN
SE SELECCIONARÁ UNA O VARIAS ETAPAS DE TRATAMIENTO QUE PERMITAN
MINIMIZAR EL PROBLEMA DE MANERA ECONÓMICA. EN EL CASO DEL AGUA DE
ENFRIAMIENTO, EL TRATAMIENTO NO REQUIERE UNA REDUCCIÓN TOTAL DE
IMPUREZAS.
Ing. José Huapaya Barrientos
ABLANDAMIENTO PARCIAL PARA LOS CASOS DE ALTA DUREZA
SEDIMENTACIÓN, COAGULACIÓN Y FLOCULACIÓN PARA LOS CASOS CON ALTO
CONTENIDO DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS.
TRATAMIENTOS
SE ADICIONA AL SISTEMA PRODUCTOS QUÍMICOS QUE PRESENTAN UNA O
VARIAS PROPIEDADES COMO: ACCIÓN SECUESTRANTE, DISPERSANTE,
BIODISPERSANTE Y MODIFICACIÓN DE ESTRUCTURA CRISTALINA.
Ing. José Huapaya Barrientos
TIPO
CARACTERÍSTICAS
AGENTES SECUESTRANTES: POLIFOSFATOS
INTERFIEREN CON LOS IONES POTENCIALMENTE INCRUSTANTES (Ca Y Mg) Y
PREVIENEN EL CRECIMIENTO DE CRISTALES
AGENTES DISPERSANTES: POLIELECTROLITOS
DISPERSAN LOS SÓLIDOS ADSORBIENDOLOS SOBRE SUS SUPERFICIES, LO QUE
HACE QUE SE REPELEN ENTRE SÍ
AGENTES DISPERSANTES Y SECUESTRANTES: FOSFONATOS
CUMPLEN LAS DOS FUNCIONES
AGENTES BIODISPERSANTES
PENETRAN LAS MASAS MICROBIANAS Y LAS DISPERSAN. ALGUNOS TAMBIÉN SON
BIOCIDAS
AGENTES MODIFICADORES: TANINO Y DERIVADOS
MODIFICAN LA ESTRUCTURA CRISTALINA DE LAS INCRUSTACIONES,
HACIÉNDOLO MÁS DÉBIL Y MENOS ADHERENTE
Ing. José Huapaya Barrientos
LA EFICIENCIA DEL TRATAMIENTO
LOS COSTOS OPERATIVOS DEL PRODUCTO QUÍMICO, DE LA DOSIFICACIÓN Y DE
LA PREPARACIÓN
LA COMPATIBILIDAD CON OTROS PRODUCTOS QUÍMICOS QUE SE UTILIZAN EN
EL TRATAMIENTO DE AGUA
Ing. José Huapaya Barrientos
ENSUCIAMIENTO (FOULING)
EL ENSUCIAMIENTO O FORMACIÓN DE PELÍCULAS DE LODO SOBRE LAS
SUPERFICIES METÁLICAS EN LOS INTERCAMBIADORES DE CALOR, SE DEBE A
QUE INGRESAN AL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO PARTÍCULAS SÓLIDAS (FUENTE
EXTERNA) O SE GENERAN EN EL SISTEMA (FUENTE INTERNA)
Ing. José Huapaya Barrientos
FUENTE EXTERNA
FUENTE INTERNA
MATERIA SUSPENDIDA EN EL AGUA DE REPOSICIÓN PARTÍCULAS SÓLIDAS
PRESENTES EN EL AIRE QUE ENFRÍA EL AGUA EN LA TORRE DE
ENFRIAMIENTO
MATERIA COLOIDAL PROCEDENTE DE LOS PRODUCTOS DE LA CORROSIÓN
CRECIMIENTOS BIOLÓGICOS REACCIONES NO DESEADAS ENTRE PRODUCTOS
QUÍMICOS Y ALGÚN COMPONENTE DEL AGUA
Ing. José Huapaya Barrientos
*
SE REQUIERE CONTROLAR EL ENSUCIAMIENTO PARA FACILITAR LA
TRANSFERENCIA DE CALOR. LOS AGENTES QUÍMICOS QUE CONTROLAN LAS
INCRUSTACIONES TAMBIÉ CONTROLAN EL ENSUCIAMIENTO
PARA SELECCIONAR EL MEJOR PRODUCTO QUÍMICO QUE PERMITA REDUCIR O
MINIMIZAR EL PROBLEMA, SE HACEN BAJO LOS MISMOS CRITERIOS QUE RIGEN
PARA LA SELECCIÓN DE LOS ANTIINCRUSTANTES
CUANDO EL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO ESTÁ AFECTADO, ADEMÁS DE LA
INCRUSTACIÓN Y LA CORROSIÓN, QUE ES EN GRAN PARTE EL PROBLEMA DE LA
INDUSTRIA, SERÁ NECESARIO COMPLEMENTAR CON ENSAYOS DE LABORATORIO O
DE CAMPO, DADO LA COMPLEJIDAD DEL PROBLEMA
ES IMPORTANTE TENER EN CUENTA QUE CADA SISTEMA DE ENFRIAMIENTO ES
UN CASO PARTÍCULAR Y QUE EL TRATAMIENTO SELECCIONADO SERÁ ADECUADO
PARA ÉSTE Y NO PARA OTRO
Ing. José Huapaya Barrientos
*
EL ENSUCIAMIENTO CAUSADO POR MASAS MICROBIANAS ES UN CASO ESPECIAL.
PARA EL TRATAMIENTO SE REQUIERE USAR BIOCIDAS, PARA MATAR LAS
COLONIAS DE MICROBIOS Y DISPERSANTES PARA FACILITAR SU
DESPRENDIMIENTO. EL BIOCIDA QUE SE EMPLEA COMUNMENTE EN TODOS LOS
SISTEMAS ES A BASE D CLORO Y DE BROMO, USÁNDOSE UN RESIDUAL LIBRE
DE 0,2 – 0,3 mg/L
AUNQUE EL CLORO ES EXCELENTE, SIN EMBARGO NO ES PENETRANTE Y POR LO
TANTO NO PUEDE INGRESAR DEBAJO DE LAS MASAS MICROBIANAS Y MATAR LOS
MICROORGANISMOS
LOS BIOCIDAS NO OXIDANTES OFRECEN UNA POSIBILIDAD PARA EL CONTROL
DE LA ACTIVIDAD MICROBIANA EN SISTEMAS QUE SON INCOMPATIBLES CON EL
CLORO Y EL BROMO, Y EN AQUELLOS EN QUE EL TRATAMIENTNO REQUERIDO ES
MÁS EXIGENTE
Ing. José Huapaya Barrientos
METILENO – BISTIOCIANATO (MBT)
A PH = 11, SE DESTRUYE MUY EFECTIVO PARA BACTERIAS FORMADORAS DE
LIMO UNA DOSIS DE 1 mg/L EN EL AGUA DE REPOSICIÓN CONTROLARÁ
EFECTIVAMENTE A LOS MICROORGANISMOS PRESENTES
PENTACLOROFENOL
SON MUY EFECTIVOS A PH 6 – 7 ACTUA MEJOR CONTRA LOS HONGOS Y LAS
ALGAS
GLUTARALDEHIDO
MUY EFECTIVOS PARA UNA GRAN GAMMA DE MO, INCLUYENDO LAS BACTERIAS
REDUCTORAS DE SULFATOS COMPATIBLE CON OTROS PRODUCTOS QUÍMICOS PARA
EL T.A.
Ing. José Huapaya Barrientos
*
Límites recomendados para un programa de tratamiento de agua, en un
sistema específico de enfriamiento
Agua de Reposición
mpy
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