Torres de Enfriamiento
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Ing. José Huapaya Barrientos 1 TORRES DE TORRES DE ENFRIAMIENTO ENFRIAMIENTO 2013 2013
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Descripcion de forma detallada sobre lo que son las torres de enfriamiento asi como su funcionamiento
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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
*
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
*
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
*
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
mpy
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
*
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
*
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
*
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
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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
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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
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Límites recomendados para un programa de tratamiento de agua, en un sistema específico de enfriamiento
Agua de Reposición
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