Tratamiento de aguas de calderas: información

Las calderas son equipos esenciales en diversas industrias, desde la generación de energía hasta la producción de alimentos. Su correcto funcionamiento depende en gran medida de la calidad del agua que se utiliza para alimentarlas. El agua de alimentación de calderas, también conocida como agua de caldera, debe estar libre de contaminantes que puedan causar problemas como la corrosión, la formación de incrustaciones y la reducción de la eficiencia térmica. En este artículo, exploraremos en profundidad el tema de las aguas de calderas, incluyendo su composición, los contaminantes más comunes, los tratamientos necesarios y las mejores prácticas para su gestión.

¿Qué es el Agua de Alimentación de Calderas?

El agua de alimentación de calderas es el agua que se utiliza para generar vapor en una caldera. Esta agua debe cumplir con estrictos requisitos de calidad para evitar problemas operativos y garantizar la seguridad del sistema. El agua de alimentación se compone principalmente de agua de reposición (make-up) y condensado. El agua de reposición es agua fresca que se añade al sistema para compensar las pérdidas por evaporación y purgas. El condensado es el vapor que se ha enfriado y condensado, y que se devuelve al sistema para reutilizarlo.

Importancia del Tratamiento del Agua de Caldera

El tratamiento del agua de caldera es crucial para garantizar la eficiencia y la longevidad de la caldera. Sin un tratamiento adecuado, los contaminantes presentes en el agua pueden causar diversos problemas, entre ellos:

• Formación de incrustaciones: Los minerales disueltos en el agua, como el calcio y el magnesio, pueden precipitar y formar incrustaciones en las superficies de transferencia de calor de la caldera. Estas incrustaciones reducen la eficiencia térmica, aumentan el consumo de combustible y pueden incluso provocar daños en la caldera.
• Corrosión: El oxígeno y el dióxido de carbono disueltos en el agua pueden reaccionar con los metales de la caldera, provocando corrosión. La corrosión puede debilitar las paredes de la caldera, aumentar el riesgo de fugas y reducir la vida útil del equipo.
• Espumado: La presencia de sustancias orgánicas en el agua puede provocar la formación de espuma en la caldera. La espuma puede dificultar la separación del vapor del agua, lo que reduce la eficiencia y puede causar arrastre de agua en el vapor, dañando los equipos conectados.
• Cebado: El cebado es el arrastre de agua en el vapor debido a la formación de espuma o a la presencia de sólidos en suspensión. El cebado puede dañar los equipos conectados, como las turbinas de vapor, y reducir la eficiencia del proceso.

Contaminantes Comunes en el Agua de Alimentación de Calderas

El agua de alimentación de calderas puede contener diversos contaminantes que pueden afectar su funcionamiento. A continuación, se detallan algunos de los contaminantes más comunes:

Gases Disueltos

• Sulfuro de Hidrógeno (H2S): Este gas tiene un olor característico a huevos podridos y es corrosivo para la mayoría de los metales. Es común en aguas subterráneas y arroyos contaminados.
• Dióxido de Carbono (CO2): Es corrosivo y forma ácido carbónico en el condensado, lo que puede acelerar la corrosión de las tuberías.
• Oxígeno (O2): El oxígeno es uno de los principales causantes de corrosión en las calderas. Puede provocar picaduras en los tubos de la caldera y en los álabes de las turbinas.

Sólidos en Suspensión

• Sedimentos y Turbidez: Los sedimentos y la turbidez pueden obstruir las tuberías y reducir la eficiencia de la caldera. Se recomienda mantener la turbidez por debajo de 5 ppm (partes por millón) para la mayoría de las aplicaciones.

Materia Orgánica

• Residuos, Formación de Espuma y Depósitos: La materia orgánica puede causar la formación de espuma, depósitos y obstrucciones en las tuberías. Se encuentra principalmente en aguas superficiales y puede provenir de la descomposición de vegetación y escorrentías agrícolas.

Sólidos Disueltos

• Dureza (Calcio y Magnesio): El calcio y el magnesio son los principales responsables de la formación de incrustaciones en la caldera. Deben ser eliminados o controlados para evitar problemas de eficiencia térmica.
• Sodio, Alcalinidad (NaOH, NaHCO3, Na2CO3): El sodio y la alcalinidad pueden causar espuma, corrosión y cebado. Deben ser controlados mediante desaireación y tratamiento de intercambio iónico.
• Sulfatos (SO4): Los sulfatos pueden formar escamas duras en la caldera si hay calcio presente. Deben ser eliminados mediante desionización.
• Cloruros (Cl): Los cloruros pueden causar cebado, es decir, el arrastre de agua en el vapor. También pueden formar depósitos en los sobrecalentadores y en los álabes de las turbinas. Deben ser eliminados mediante desionización.

Tratamientos del Agua de Alimentación de Calderas

Para eliminar o controlar los contaminantes del agua de alimentación de calderas, se utilizan diversos tratamientos. Los tratamientos más comunes incluyen:

Tratamiento Externo

• Desaireación: La desaireación consiste en eliminar el oxígeno y el dióxido de carbono disueltos en el agua. Se utiliza para prevenir la corrosión en la caldera y en el sistema de vapor.
• Filtración: La filtración se utiliza para eliminar los sólidos en suspensión del agua. Los filtros pueden ser de arena, carbón activado o membranas.
• Intercambio Iónico: El intercambio iónico se utiliza para eliminar los iones disueltos en el agua, como el calcio, el magnesio, el sodio y los sulfatos. Se utiliza para ablandar el agua y eliminar la dureza.
• Ósmosis Inversa: La ósmosis inversa es un proceso de membrana que se utiliza para eliminar la mayoría de los contaminantes del agua, incluidos los iones disueltos, los sólidos en suspensión y la materia orgánica. Es un tratamiento muy eficaz para producir agua de alta pureza.
• Cloración: La cloración se utiliza para desinfectar el agua y eliminar las bacterias. Se utiliza principalmente en el tratamiento del agua de reposición.

Tratamiento Interno

El tratamiento interno se utiliza para controlar la química del agua de caldera y prevenir la formación de incrustaciones y la corrosión. Los tratamientos internos más comunes incluyen:

• Fosfatos: Los fosfatos se utilizan para precipitar el calcio y el magnesio en forma de fosfatos insolubles, evitando la formación de incrustaciones.
• Tratamiento con Sulfito de Sodio o Hidracina: El sulfito de sodio o la hidracina se utilizan para eliminar el oxígeno disuelto en el agua, evitando la corrosión.
• Aminas Neutralizantes y Filmógenas: Las aminas se utilizan para neutralizar el ácido carbónico en el condensado y para formar una película protectora en las superficies metálicas, reduciendo la corrosión.

Factores a Considerar en la Elección del Tratamiento

La elección del tratamiento adecuado para el agua de alimentación de calderas depende de varios factores, entre ellos:

• Calidad del Agua Bruta: La calidad del agua de reposición determina el tipo de tratamiento necesario. Si el agua es dura, se requerirá un tratamiento de ablandamiento. Si el agua contiene altos niveles de sólidos disueltos, se requerirá un tratamiento de desionización.
• Cantidad de Condensado Retornado: La cantidad de condensado que se devuelve al sistema afecta la calidad del agua de alimentación. Si se devuelve una gran cantidad de condensado, se requerirá un tratamiento menos intenso.
• Especificaciones de Calidad del Agua de Alimentación: Las especificaciones de calidad del agua de alimentación varían según el tipo de caldera, la presión de trabajo y la máxima transferencia de calor. Las calderas de alta presión requieren un agua de alimentación de mayor pureza.
• Especificaciones de Calidad del Vapor: Las especificaciones de calidad del vapor también afectan la elección del tratamiento. Si se requiere vapor de alta calidad, se requerirá un tratamiento más intenso.
• Criterios Económicos y Ecológicos: Los costos de tratamiento y el impacto ambiental también deben ser considerados al elegir el tratamiento adecuado.

Control y Supervisión del Agua de Caldera

Una vez que se ha implementado un tratamiento para el agua de caldera, es importante realizar un control y una supervisión regulares para garantizar que el sistema funciona correctamente. Los parámetros que se deben controlar incluyen:

• PH: El pH del agua de caldera debe mantenerse dentro de un rango específico para evitar la corrosión y la formación de incrustaciones.
• Conductividad: La conductividad del agua de caldera indica la cantidad de sólidos disueltos en el agua. Una conductividad alta puede indicar la presencia de contaminantes.
• Dureza: La dureza del agua de caldera debe mantenerse por debajo de un límite específico para evitar la formación de incrustaciones.
• Oxígeno Disuelto: El oxígeno disuelto en el agua de caldera debe ser controlado para evitar la corrosión.
• Sólidos en Suspensión: Los sólidos en suspensión en el agua de caldera deben ser controlados para evitar la formación de depósitos y el cebado.

Recomendaciones para la Gestión del Agua de Caldera

Para garantizar un funcionamiento seguro y eficiente de la caldera, es importante seguir las siguientes recomendaciones:

• Utilizar agua de reposición de alta calidad: El agua de reposición debe ser tratada para eliminar los contaminantes que puedan afectar el funcionamiento de la caldera.
• Controlar el tratamiento del agua: Se debe realizar un control y una supervisión regulares del tratamiento del agua para garantizar que el sistema funciona correctamente.
• Mantener el sistema de purga: La purga de la caldera es un proceso esencial para eliminar los contaminantes acumulados en el agua de caldera. Se debe realizar una purga regular para mantener la calidad del agua.
• Realizar un mantenimiento preventivo: Se debe realizar un mantenimiento preventivo regular de la caldera para detectar y corregir cualquier problema a tiempo.

Consultas Habituales

¿Qué es la purga de caldera?

La purga de caldera es la eliminación de una pequeña cantidad de agua de la caldera para mantener la calidad del agua dentro de los límites aceptables. La purga se utiliza para eliminar los sólidos disueltos, los gases disueltos y otros contaminantes que se acumulan en el agua de caldera.

¿Cómo se determina la frecuencia de la purga de caldera?

La frecuencia de la purga de caldera depende de la calidad del agua de alimentación, la presión de operación de la caldera y la concentración de sólidos disueltos en el agua de caldera. Se recomienda consultar las recomendaciones del fabricante de la caldera.

¿Cuáles son los riesgos de no realizar una purga regular de la caldera?

Si no se realiza una purga regular de la caldera, los contaminantes se acumularán en el agua de caldera, lo que puede causar problemas como la formación de incrustaciones, la corrosión y la reducción de la eficiencia térmica.

¿Qué tipo de tratamiento del agua es adecuado para una caldera de baja presión?

Las calderas de baja presión pueden tolerar una mayor cantidad de dureza en el agua de alimentación. Se recomienda utilizar un tratamiento de ablandamiento y desaireación para eliminar la dureza y el oxígeno disuelto.

¿Qué tipo de tratamiento del agua es adecuado para una caldera de alta presión?

Las calderas de alta presión requieren un agua de alimentación de alta pureza. Se recomienda utilizar un tratamiento de desionización y desaireación para eliminar la mayoría de los contaminantes del agua.

¿Qué es el arrastre de agua en el vapor?

El arrastre de agua en el vapor es el arrastre de agua líquida en el vapor debido a la formación de espuma o a la presencia de sólidos en suspensión. El arrastre de agua puede dañar los equipos conectados y reducir la eficiencia del proceso.

¿Cómo se puede evitar el arrastre de agua en el vapor?

Se puede evitar el arrastre de agua en el vapor mediante un tratamiento adecuado del agua de alimentación, una gestión correcta de la caldera y un mantenimiento preventivo regular.

¿Qué es la corrosión galvánica?

La corrosión galvánica es un tipo de corrosión que se produce cuando dos metales diferentes están en contacto y expuestos a un electrolito, como el agua. La corrosión galvánica puede ocurrir en las calderas si se utilizan diferentes metales en la construcción de la caldera.

¿Cómo se puede prevenir la corrosión galvánica?

Se puede prevenir la corrosión galvánica utilizando metales compatibles en la construcción de la caldera, controlando la calidad del agua de alimentación y utilizando un tratamiento adecuado para prevenir la corrosión.

El tratamiento del agua de alimentación de calderas es un aspecto crucial para garantizar la eficiencia, la seguridad y la longevidad de las calderas. Una gestión adecuada del agua de caldera implica la selección del tratamiento adecuado, el control regular de los parámetros del agua y la realización de un mantenimiento preventivo regular. Siguiendo estas recomendaciones, se puede asegurar un funcionamiento óptimo de la caldera y evitar problemas costosos y potencialmente peligrosos.

Si quieres conocer otros artículos parecidos a Tratamiento de aguas de calderas: información puedes visitar la categoría Energía renovable.