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Renovación de sistemas centralizados de ACS

Adrià Gomila Vinent. Ingeniero Industrial Presidente de Guldager Electrólisis, S.A.

info@guldager.es; www.guldager.es

Barcelona, Enero de 2016

1. Introducción

Es cada vez más habitual la renovación de los sistemas centralizados de agua caliente

sanitaria de muchos edificios tras un periodo más o menos largo de funcionamiento.

Uno de los motivos más frecuentes puede ser la rehabilitación integral del edificio, que

suele incluir la renovación de la mayor parte de las instalaciones, incluyendo

lógicamente las de agua.

En otros casos se aborda tan sólo la rehabilitación de parte de las instalaciones, y en

particular las de ACS, a causa bien de su antigüedad, de su estado de degradación o

frecuentemente para conseguir una mejor eficiencia energética. También se busca, en

ciertos casos, utilizar para otros menesteres más rentables para el edificio el espacio

de la antigua sala de producción de ACS.

La degradación de las instalaciones de ACS, frecuentemente a causa de la corrosión,

puede provocar costes económicos, pérdidas de eficiencia energética y riesgos

sanitarios:

Costes económicos

o Por fallos de suministro en el servicio de ACS con sus costes directos e

indirectos asociados a la falta de agua caliente.

o Por paradas y vaciado de las instalaciones con la consecuencia de tirar

a la alcantarilla agua previamente calentada.

o Costes de reparación, renovación y protección de las instalaciones.

o Incumplimiento de las previsiones de amortización de las inversiones.

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Pérdidas de eficiencia energética

o Por el aumento de la pérdida de carga causada por la presencia de

óxido o incrustación en el interior de las tuberías.

o Por la pérdida de rendimiento de los intercambiadores de calor.

o Por la energía desperdiciada a causa de las pérdidas y vaciados de

agua.

Riesgos sanitarios

o De proliferación de la legionella por incumplimiento del RD 865/03.

o De disminución de la calidad del agua por incumplimiento del RD

140/03.

En el proyecto de renovación de las instalaciones, la primera consideración es decidir

si debe instalarse un sistema totalmente nuevo o si es posible salvar, rehabilitar,

acondicionar y garantizar en el tiempo parte de las mismas.

Centrándonos en las instalaciones centralizadas de ACS, en su rehabilitación lo más

frecuente y recomendable es sustituir todas las tuberías por otras nuevas, utilizando

materiales adecuados al tipo de agua y a las condiciones de trabajo previstas.

En lo que respecta a los grandes acumuladores de ACS, primero hay que estudiar si

debe mantenerse el mismo volumen de acumulación o conviene reducirlo algo para

pasar a un sistema de producción y acumulación más eficiente energéticamente.

El siguiente tema es decidir si es preferible instalar acumuladores nuevos,

garantizados, para evitar que se repitan los problemas de corrosión y dar así servicio

por un periodo de tiempo importante, o si es posible y conveniente rehabilitar, proteger

contra la corrosión y garantizar los depósitos existentes.

En muchos casos de acumuladores relativamente grandes, cuando las condiciones

mecánicas de los depósitos existentes son adecuadas y el acceso a la sala de

calderas es complicado para entrar los acumuladores nuevos, la mejor opción y la que

requiere menor inversión suele ser la rehabilitación de los depósitos en vez de su

sustitución.

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2. Corrosión y mantenimiento de los acumuladores de ACS

En la actualidad, el mantenimiento y conservación de las grandes instalaciones

centralizadas de agua caliente sanitaria de muchos edificios como Hospitales, Hoteles,

Residencias, Centros deportivos, etc., con consumos importantes de ACS adquiere

una gran importancia, aunque no siempre se aborda correctamente el problema.

Uno de puntos clave del sistema de ACS son los acumuladores, pues suelen sufrir

problemas de corrosión interior que en muchos casos acortan de modo importante su

vida útil.

Estos fenómenos de corrosión, que conducen a la perforación del depósito y pueden

provocar coloración del agua, se deben a diversos motivos, siendo los más frecuentes:

las características del agua de suministro o un tratamiento incorrecto de la misma, el

tipo de acumulador instalado o su protección insuficiente, el material de las tuberías de

circulación y en muchos casos las actuaciones realizadas para prevenir la legionella

como choques térmicos o hipercloraciones.

Una preocupación importante es evitar la proliferación de la legionella, para lo que

debe cumplirse el RD 865/03 de Julio de 2003. Para concretar mejor el alcance del

Real Decreto y para facilitar su interpretación, el Ministerio de Sanidad publicó una

Guía Técnica en la que aparecen una serie de indicaciones y recomendaciones, que

en teoría no son obligatorias pero que se están convirtiendo en un complemento

prácticamente obligado del Real Decreto.

Como es sabido, las condiciones que propician la proliferación de la legionella son

temperaturas del agua comprendidas entre 20 y 45 ºC, suciedad interior de los

acumuladores y presencia de óxido.

La Norma UNE 100-030 de Octubre de 2001, actualmente en revisión, especifica las

recomendaciones principales para evitar la proliferación de la legionella, entre las que

debemos destacar el interés en mantener los acumuladores limpios y sin corrosión.

Además, el Real Decreto 865/2003 exige que una vez al año se limpien y desinfecten

los acumuladores de ACS de los establecimientos públicos, para lo que es

imprescindible que una persona pueda acceder al interior de los mismos.

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Los choques térmicos a temperaturas que pueden superar los 70ºC y los enérgicos

tratamientos de desinfección, son factores que incrementan los riesgos de corrosión

de los acumuladores, tanto de acero al carbono revestido como de acero inoxidable.

Los acumuladores de acero inoxidable pueden sufrir problemas serios de corrosión en

función del tipo de inoxidable utilizado, de la técnica de soldadura empleada, del

contenido en cloruros del agua y de la temperatura de trabajo. Ver Figura 1.

Fig. 1. Corrosión de un acumulador de acero inoxidable

Los acumuladores de acero al carbono galvanizados en caliente o revestidos

interiormente sufren procesos de corrosión importantes si no están equipados con un

sistema de protección catódica correcto, diseñado, instalado y mantenido de acuerdo

con la norma UNE-EN 12499.

En muchos casos los revestimientos de los depósitos, de gran calidad, se despegan

dejando grandes superficies de acero al descubierto. Si el acumulador no está

equipado con un sistema de protección catódica suficientemente dimensionado y

adecuadamente mantenido, los procesos de corrosión son espectaculares. Ver

Figuras 2 y 3.

Fig. 2. Revestimiento despegado y protección catódica inadecuada

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Fig. 3. Revestimiento despegado y corrosión

Incluso el vitrificado de los acumuladores sufre fallos en su integridad, pues se trata de

un recubrimiento de gran calidad pero que no está exento de defectos como ocurre

con todas las pinturas y revestimientos. Ver Figura 4.

Fig. 4. Fallo del vitrificado y corrosión

3. Limpieza y desinfección de los acumuladores

El RD 865/03 exige realizar una limpieza y desinfección anual de los acumuladores

de ACS mayores de 750 litros, lo que plantea en muchos casos un primer problema en

los depósitos que no disponen de una boca de hombre fácilmente accesible, con un

diámetro interior libre mínimo de 400 mm.

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Desde Marzo de 2006 el Código Técnico de la Edificación hace obligatorio que los

acumuladores mayores de 750 litros dispongan de una boca de hombre con unas

características que permitan acceder fácilmente a su interior.

Para los acumuladores instalados antes de esta fecha, la Guía Técnica del Ministerio

de Sanidad sobre prevención de la legionella, exige asimismo la boca de hombre

adecuada de 400 mm para poder entrar en su interior y realizar la limpieza y

desinfección.

Por ello, para los grandes acumuladores ya existentes que no cumplen con este

requisito, solo existen dos posibilidades, sustituir el depósito por uno nuevo o intentar

su rehabilitación a base de instalar una boca de hombre y protegerlo contra la

corrosión.

En los acumuladores que tienen un acceso adecuado, y que por lo tanto pueden

abrirse e inspeccionarse, en muchos casos aparece un panorama preocupante, con el

revestimiento interior degradado y ataques por corrosión más o menos importantes.

Ver Figuras 5 a 7.

Fig. 5. Inspección interior de un acumulador con boca de hombre correcta

Fig. 6. Revestimiento interno despegado

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El estado inaceptable que presentan los depósitos a causa de la corrosión interior, se

hace ahora evidente a causa de las inspecciones anuales obligatorias para su limpieza

y desinfección, mientras que antes raramente se abrían, y por lo tanto se ignoraba su

aspecto interior.

Fig. 7. Revestimiento despegado y corrosión

Las medidas tomadas para prevenir la proliferación de la legionella como los choques

térmicos y la desinfección con productos muy enérgicos, tienen un papel importante en

la degradación o despegue de los revestimientos interiores y en el proceso de la

corrosión del acero, como puede apreciarse en algunas de las fotografías que se

incluyen.

Cuando falla el revestimiento interior suelen aparecer problemas de corrosión que

plantean un problema importante, pues el estado interior del acumulador es

incompatible con las condiciones exigidas por el RD 865/03.

En muchos casos los sistemas estándar de protección catódica, incluidos por el

fabricante al construir el depósito, son incapaces de evitar la corrosión del acumulador

cuando se producen defectos importantes en la pintura. Ver Figura 8.

Fig. 8. Protección catódica estándar y problemas de corrosión importantes

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Cuando es posible revisar el estado interior de un acumulador gracias a la existencia

de una boca de hombre adecuada y se constata que existen problemas de corrosión,

el acumulador debe sustituirse o rehabilitarse para frenar el proceso de corrosión y

evitar la proliferación de la legionella.

4. Instalación de acumuladores nuevos

Aparentemente la opción más lógica sea la de sustituir el acumulador por uno nuevo,

aunque si el existente no está muy dañado y dispone de una boca de hombre

adecuada, conviene estudiar el coste de su rehabilitación y compararlo con el de la

sustitución.

En un proyecto en el que se prevea la instalación de nuevos acumuladores de un

volumen importante, superior a 1000 litros por ejemplo, es posible adoptar una

solución que permita evitar la repetición de los problemas de corrosión citados. Se

trata de exigir acumuladores construidos de acuerdo con la Norma UNE 112076

“Prevención de la corrosión en circuitos de agua” y equiparlos con un sistema de

protección catódica que respete la Norma UNE-EN 12499 ”Protección catódica

interna” .

Frecuentemente la sustitución del acumulador es complicada, pues para sacar el

depósito viejo y situar el nuevo en su emplazamiento existen importantes obstáculos

como tuberías, instalaciones, paredes etc. Es habitual que los trabajos

complementarios que deben realizarse en muchos casos pueden superar el coste del

nuevo acumulador. En estas condiciones la opción de intentar aprovechar el

acumulador existente es mucho más interesante y si técnicamente es viable puede

justificarse el coste necesario para la realización de algunos trabajos complementarios.

5. Rehabilitación de los acumuladores existentes

En este documento nos centramos principalmente en el caso de la rehabilitación de los

acumuladores existentes ya corroídos, resumiendo la posible solución al problema que

se plantea cuando se descubre que su estado interior no es satisfactorio.

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Veremos como una protección catódica adecuada permite conservar los acumuladores

de ACS que mantengan un mínimo de condiciones mecánicas, limpios y libres de

corrosión. Asimismo la protección catódica permite realizar los choques térmicos

periódicos y las desinfecciones químicas sin riesgos de corrosión.

A continuación analizaremos las condiciones principales para la rehabilitación de los

acumuladores con garantías.

● Verificación de la resistencia mecánica

La primera condición para que la rehabilitación sea viable es estar seguro de que las

condiciones mecánicas del acumulador son adecuadas, o pueden serlo tras la

reparación, pues no tiene sentido intentar proteger contra la corrosión un depósito que

puede verse afectado mecánicamente ante cualquier golpe de ariete o sobrepresión.

Para ello debe realizarse una prueba de presión hasta un valor situado

suficientemente por encima de la presión normal de trabajo. Si el acumulador soporta

bien la prueba de presión, instalando una válvula de seguridad tarada a un valor algo

superior a la presión normal de trabajo se garantiza la resistencia mecánica del

depósito y puede ser lógico protegerlo para que no continúe la progresión de la

corrosión interior.

● Boca de hombre y detalles necesarios a modificar

Cuando el acumulador se calienta mediante un intercambiador exterior, normalmente

de placas, y dispone de una boca de hombre fácilmente accesible y de suficiente

diámetro, la rehabilitación es sencilla y tan sólo deben realizarse ciertas operaciones

para adecuar el depósito a lo que se indica en la Norma UNE 112076, como la

instalación de un purgador automático de gases correcto, una purga de lodos

suficiente y la preparación de los detalles necesarios para la instalación posterior del

sistema de protección catódica.

Una vez existen garantías de la resistencia mecánica del depósito, si este no dispone

de una boca de hombre fácilmente accesible, con un diámetro mínimo interior de 400

mm, puede contratarse un calderero que soldará la boca de hombre adecuada y

realizará el resto de operaciones mecánicas de rehabilitación necesarias. Ver Figura 9.

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Fig. 9. Instalación de la boca de hombre en un acumulador existente

● Rehabilitación de Interacumuladores

Cuando se trata de un acumulador equipado con un cuerpo de calentamiento interior,

en función del diámetro de la tapa del intercambiador y de la presencia o no de camisa

interior, la operación de inspección y rehabilitación será más o menos compleja.

Por las dificultades en garantizar tanto la protección contra la corrosión, como la

limpieza y desinfección del conjunto, en el caso de la rehabilitación de los

interacumuladores debería eliminarse el serpentín interior y calentar el depósito

mediante un intercambiador exterior de placas.

En cada caso debe decidirse si es más ventajoso el instalar un acumulador nuevo,

correctamente protegido contra la corrosión, o realizar los trabajos necesarios para

rehabilitar el existente.

En cualquier caso, debemos llegar a la situación de un depósito vacío, con una boca

de hombre fácilmente accesible y con un sistema exterior de calentamiento del agua,

generalmente mediante un intercambiador de placas.

● Protección catódica según UNE-EN 12499

Es importante destacar que en la mayoría de los casos es técnicamente posible la

rehabilitación de los acumuladores existentes instalando un sistema de protección

catódica adecuado, lo que permite garantizar la resistencia a la corrosión de los

depósitos por periodos importantes de tiempo. En muchos casos esta es la solución

más segura y económica para evitar la complicada sustitución del acumulador. Ver

Figura 10.

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Fig. 10. Una protección catódica adecuada frena la corrosión de los acumuladores existentes

Igual que para los acumuladores nuevos, en la rehabilitación de los acumuladores

existentes debe cumplirse la Norma UNE 112076 “Prevención de la corrosión en

circuitos de agua” en todos los detalles necesarios del acumulador, y la protección

catódica debe realizarse según la Norma UNE-EN 12499 “Protección catódica interna”.

Para que el acumulador quede preparado según se indica en la Norma UNE 112076,

en los acumuladores existentes suele ser preciso realizar algunos trabajos previos de

calderería y fontanería.

Cuando el estado interior del acumulador lo aconseja, antes de instalar la protección

catódica es frecuente aplicar un cementado interior que no precisa una preparación de

superficie especial. Ello permite disminuir la corriente necesaria para la protección

catódica y mejorar el aspecto interior del depósito. Ver Figura 11.

Fig. 11. Protección catódica de un acumulador existente según la norma UNE-EN 12499

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En estas condiciones es posible garantizar el acumulador contra la corrosión interior

por un periodo inicial de 10 años, siempre que se realicen las operaciones necesarias

de mantenimiento del sistema. Esta garantía puede prolongarse si se cambian los

ánodos de titanio activado tras concluir la vida prevista de los mismos de 10 años.

6. Conclusiones

Por diversas causas, frecuentemente para mejora de la eficiencia energética, para

subsanar la degradación del sistema o para obtener mejores condiciones sanitarias, es

habitual la renovación de las salas de producción centralizada de ACS.

Para ello las opciones principales son:

Instalar acumuladores de ACS nuevos con la condición básica de tener

garantías de que están correctamente protegidos y garantizados contra la

corrosión interior y de respetar la Normativa vigente.

Rehabilitar los acumuladores existentes necesarios con las condiciones

siguientes:

o Garantía de su resistencia mecánica mediante una prueba de presión.

o Realizar algunos trabajos para acondicionarlos.

o Instalar un sistema de protección catódica que permita garantía

indefinida contra la corrosión interna.

o Realizar las operaciones de mantenimiento del sistema necesarias para

prolongar la garantía de modo indefinido.