Problemas en la industria causados por la dureza del agua
La presencia de iones calcio (Ca2+) y magnesio (Mg2+) en el agua es lo que se conoce comúnmente como “dureza”. El grado de dureza de un agua se puede clasificar como sigue:
El problema principal asociado con la dureza del agua es la formación de incrustaciones y depósitos. Incluso niveles tan bajos como 5-8 mg/L son extremos para ciertas aplicaciones del agua en la industria (p.ej, como agua de alimentación a calderas).
La dureza del agua, y en particular la dureza cálcica, tiende a precipitar con aniones como carbonato, fosfato o sulfato. Los carbonatos de calcio y de magnesio presentan una solubilidad contraria a la de la mayoría de las sales, y cuando más alta es la temperatura, mayor tendencia a la precipitación tienen.
La dureza del agua es pues responsable de la formación de incrustaciones en equipos de transferencia de calor, calderas y tuberías:
- Favorece la formación de depósitos en tuberías, lo que implica una reducción del flujo, redundando en mayores costes de bombeo derivados de la pérdida de carga asociada, llevando a la necesidad de limpiar las tuberías o bien reemplazarlas.
- La dureza del agua en torres de enfriamiento puede reducir la efectividad de la transferencia de calor incrementando los costes asociados. También, puede causar corrosión en las torres, lo que lleva a mantenimientos costosos o incluso el reemplazo de los equipos y rellenos.
- En calderas, una vez que las incrustaciones derivadas de la dureza del agua comienzan a formarse sobre la superficie del tubo, se genera una capa adicional de material que impide la buena transferencia de calor a través del metal hacia el agua. Dos son los problemas principales derivados de la formación de incrustaciones: corrosión y sobrecalentamiento del metal, llevando a “puntos calientes” y roturas por stress térmico. Esto reduce de la vida útil de la caldera e incrementa los costes productivos, pero también son mayores los gastos de manteniendo.
Así, la pobre calidad del agua utilizada en los procesos es la responsable de la pérdida de grandes cantidades de dinero por daños de corrosión metálica. Todo lo anterior supone pérdidas económicas asociadas a paradas productivas para llevar a cabo reparaciones y/o limpiezas químicas o mecánicas.
Figura 1. Depósitos formados en el interior de una caldera
Las limpiezas químicas representan una opción menos costosa que una limpieza mecánica (p.ej. hydro-blast). Sin embargo, mientras la última es capaz de eliminar por completo las deposiciones sobre la superficie metálica, la efectividad de la limpieza química depende de varios factores (elección del químico, composición del depósito formado, etc.) y a menudo deja la superficie parcialmente limpia solamente.
El uso de productos minerales y/o orgánicos para acondicionar el agua (como inhibidores) puede usarse para evitar depósitos, incrustaciones y/o corrosión, y por lo tanto, contribuyen a reducir el coste del tratamiento del agua de proceso. Sin embargo, no hay que olvidar, que el mejor modo de prevenir la formación de incrustaciones y problemas derivados es prevenir la entrada de impurezas con el agua a través de un efectivo tratamiento de la misma por filtración, intercambio iónico, ósmosis inversa, etc.
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