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CONTROL QUMICO
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1. INTRODUCCIN
El control qumico o tratamiento qumico se define como la alteracin de
las caractersticas fsico-qumicas de una sustancia hasta adecuarlas a
unos patrones predefinidos y deseados.
Uno de los mayores desafos del siglo XXI es asegurar la suficiente energa y
agua para el bienestar de la humanidad, manteniendo, al mismo tiempo,
la salud ecolgica, integridad y capacidad de recuperacin de las cuen-
cas hidrogrficas. Las personas suelen utilizar el agua con tres fines princi-
pales: uso domstico, uso agrcola y uso industrial. En general, y a pesar de
los peligros que pueda ocasionar la presencia de sustancias txicas en el
agua para las plantas, el agua para uso agrcola no se suele tratar qumi-
camente.
Los usos del agua son tan variados y especficos que necesitan, en mayor o
menor medida, un tratamiento qumico para adecuar su uso en plantas
industriales, como por ejemplo, en las plantas de generacin elctrica. Los
principales efectos perjudiciales que puede causar la accin directa del
agua sobre los distintos sistemas son aquellos fenmenos de corrosin y for-
macin de depsitos, por lo que deben ser estudiados en profundidad pa-
ra poder controlarlos.
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2. OBJETIVOS
Para llevar a cabo un control qumico adecuado en una planta de genera-cin elctrica, es necesario entender los fundamentos de la qumica del agua.
Tambin, y antes de proceder al tratamiento qumico, es indispensable cono-
cer los problemas que puede provocar la accin directa del agua en las insta-
laciones de la planta, as como el aprendizaje de la tecnologa necesaria para
mantener el control posterior de los mismos. Se debe tener un amplio conoci-
miento de todos los sistemas en los que el agua est involucrada, realizar unacondicionamiento de todas las corrientes de entrada y salida de la planta y,
por ltimo, conocer las caractersticas de la contratacin del control qumico.
En conclusin, se podra decir que el objetivo principal de un tratamiento qu-
mico en una planta de generacin elctrica es preservar la integridad de los
materiales constituyentes de los diversos circuitos para mantener la operacin
de los sistemas de la planta en el nivel ptimo de seguridad, disponibilidad, fia-
bilidad, economa y eficiencia durante la vida til de la instalacin.
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3. QUMICA DELAGUA
El agua es esencial para la mayora de las formas de vida conocidaspor el hombre, incluida la humana. Se estima que aproximadamente
el 70% del agua dulce se destina a la agricultura,[ el 20% a la industria
y, el 10% restante, es absorbido por el consumo domstico.
La industria utiliza el agua para mltiples aplicaciones como, por ejem-plo: los procesos de calentamiento y refrigeracin; la produccin devapor de agua; o su utilizacin como disolvente, materia prima o ele-mento detergente. La mayor parte, despus de su uso, se elimina de-
volvindola de nuevo a la naturaleza, establecindose as el llamadociclo del agua.El agua tambin se puede utilizar para la generacinde energa elctrica. En algunos pases desarrollados, el consumo in-dustrial de agua puede superar ampliamente al domstico.
Debido a la gran importancia de esta sustancia tambin en la indus-tria, es necesario estudiar en profundidad el ciclo hidrolgico, las ca-ractersticas del agua, sus ventajas e inconvenientes, su disponibilidaden la naturaleza, sus aplicaciones en la industria, sus impurezas, as co-
mo sus parmetros comunes.El ciclo del agua
La industria contribuye en pequea proporcin al ciclo global delagua. La cantidad limitada de agua que hay presente en el planetaparticipa en un programa de reciclaje muy complicado que ofrecepara su reutilizacin. Este reciclaje del agua se conoce cientficamen-te como "ciclo hidrolgico". Se llama ciclo del aguaal continuo inter-cambio de agua dentro de la hidrosfera, entre la atmsfera, el agua
superficial y subterrnea y los organismos vivos. De manera constante,el agua va cambiando su posicin de una a otra parte del ciclo, impli-cando los siguientes procesos fsicos:
. evaporacinde los ocanos y otras masas de agua y transpiracinde los seres vivos (animales y plantas) hacia la atmsfera,
. precipitacin, originada por la condensacin de vapor de agua, lo
que puede adoptar mltiples formas,
. escorrenta, o movimiento de las aguas superficiales hacia los ocanos.
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La energa del sol calienta la tierra, generando corrientes de aire quehacen que el agua se evapore, ascienda por el aire y se condense en
altas altitudes, para luego caer en forma de lluvia. A medida que elagua se condensa y cae al suelo, sta absorbe los gases del medioambiente. Esta es la principal causa de la lluvia cida y la nieve ci-da. La mayor parte del vapor de agua que se desprende de los oca-nos vuelve a los mismos, pero el viento desplaza masas de vaporhacia la tierra firme, en la misma proporcin en que el agua se preci-pita de nuevo desde la tierra hacia los mares. Ya en tierra firme, laevaporacin de cuerpos acuticos y la transpiracin de seres vivoscontribuye a incrementar el vapor de agua. Las precipitaciones sobre
tierra firme pueden volver a la superficie en forma de lquido - comolluvia -, slido - nieve o granizo -, o gas - nieblas o brumas -. El agua deescorrenta suele formar cuencas, y los cursos de agua ms pequeossuelen unirse formando ros. Los ros desembocan en el mar, depositan-do los sedimentos arrastrados durante su curso, formando deltas.
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Caractersticas del agua
El agua pura es una sustancia cuya molcula est formada por dos
tomos de hidrgeno y uno de oxgeno (H20). El trmino agua se suele
referir a la sustancia en su estado lquido, pero la misma puede hallar-
se en su forma slida llamada hielo, y en forma gaseosa denominada
vapor. Es una sustancia incolora, inspida e inodora. Dado que el agua
se contamina con las sustancias con las que entra en contacto, no se
encuentra disponible para su uso en estado puro. Hasta cierto punto,
el agua puede disolver la mayora de las sustancias de origen natural
en la tierra. Debido a esta propiedad, el agua puede considerarse co-
mo un "disolvente universal". Es imposible encontrar un agua totalmen-
te limpia, ya que siempre contiene alguna impureza. Las impurezas del
agua suelen ser slidos disueltos y en suspensin y gases disueltos.
El agua es un recurso fundamental para la actividad industrial, su utili-
zacin ha variado a lo largo del tiempo, disminuyendo su aprovecha-
miento local o puntual como fuente de energa primaria (molinos y
turbinas). Sin embargo, un suministro abundante y continuo de agua
sigue siendo imprescindible para el desarrollo industrial.
Ventajas e inconvenientes del agua
El agua es imprescindible para la supervivencia de todas las formas de
vida conocidas. Presenta numerosas ventajas que se explican a conti-
nuacin. Sin embargo, y sobre todo en la sociedad moderna, presen-
ta alguna desventaja relacionada con los desastres naturales que pro-
duce, los incontables daos que puede generar en aparatos industria-
les y con su encarecimiento en las ltimas dcadas.
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CONTROL QUMICOCURSO DE CONTROL QUMICO ENCENTRALES TERMOELCTRICAS
El personal que est vinculado a la operacin y mantenimiento de plantas termoelctricasy de industrias que cuenten con un ciclo agua vapor, es indispensable que conozcan los
problemas que puede provocar la accin directa del agua en las instalaciones de laplanta, as como el aprendizaje de la tecnologa necesaria para mantener el control pos-terior de las mismas. Se debe tener un amplio conocimiento de todos los sistemas en losque el agua est involucrada, realizar un acondicionamiento de todas las corrientes deentrada y salida de la planta y conocer las caractersticas del control qumico a realizar,
bien por medios propios o por empresas externas.
El curso RENOVETEC de Control Qumico aborda un aspecto muy delicado en la explota-cin de una central Termoelctrica o en una instalacin industrial con ciclo AV: el controlde las caractersticas fsico-qumicas de las aguas de refrigeracin, ciclo agua-vapor y
efluentes. La importancia de este control es tal que la realizacin de un tratamiento inco-rrecto puede acarrear daos gravsimos y prdidas de produccin tan importantes, que su
buena realizacin debe ser uno de los objetivos estratgicos en la explotacin de unaCentral.
Como se demuestra a lo largo del curso, este control es sencillo, fcil de entender y de
ejecutar si se cuenta con los conocimientos adecuados.
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Las principales ventajas del agua son:
Abundancia y disponibilidad. El total del agua presente en la Tie-rra se denomina hidrosfera y representa el 71% de la superficiedel planeta. Se puede encontrar en cualquier lugar de la biosfe-ra y en los tres estados de agregacin de la materia.
Fcil utilizacin. Es una sustancia fcilmente manipulable y trans-portable, sin riesgo de toxicidad en su estado puro.
Gran cantidad de calor por unidad de volumen. Se utiliza como
transmisor de calor en diversos sistemas de intercambio de calor
debido a su alta capacidad calorfica y su particular facultad
para enfriar/calentar. El vapor condensado es un calentador efi-
ciente debido a su elevado calor de vaporizacin. Aproximada-
mente el 80 % del agua industrial corresponde a esta aplicacin.
No se descompone. La descomposicino electrolisis - del agua
pura, requiere una gran cantidad de energa extra para romper
varias barreras de activacin. Sin esta energa extra la electrlisis
ocurre muy lentamente si es que logra suceder.
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Como ya se ha mencionado con anterioridad, se deben tener en
cuenta ciertos inconvenientes del agua para su utilizacin en plantas
industriales:
impurezas solubles. Impiden que el agua pueda ser utilizada en
determinadas aplicaciones sin haber recibido un tratamiento qu-
mico previo.
Impurezas insolubles. Al igual que las impurezas solubles, obligan
a la realizacin de un tratamiento qumico previo, sin embargo, a
diferencia de las anteriores, son ms difciles de eliminar.
Escasez. Debida a diversos motivos como la disminucin de los
recursos hidrulicos, la concentracin urbana e industrial, y la
contaminacin. Todas estas situaciones conllevan a una disminu-
cin del agua disponible y a un encarecimiento progresivo de la
misma.
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Las fuentes de agua
Es importante elegir una fuente de agua que tenga buena calidad y
que produzca agua en cantidad suficiente como para abastecer a la
poblacin que se desea servir o la aplicacin que se desea desarro-
llar. El planeta tiene aproximadamente 1350 millones de kilmetros
cbicos de agua. La cantidad total de agua que hay en la tierra se
distribuye de la siguiente manera
Aguas superficiales: son las aguas continentales que se encuentran en
la superficie de la Tierra. Pueden ser corrientes que se mueven en una
misma direccin y circulan continuamente, como los ros y arroyos; o
bien estancadas como los lagos, lagunas, charcas y pantanos. En ge-
neral proceden directamente de la precipitacin atmosfrica. La pro-
porcin de sales disueltas es muy pequea en comparacin con las
aguas marinas, y por eso se dice que se trata de agua dulce. Por el
contrario, presentan una gran cantidad de slidos en suspensin y un
variable contenido de materia orgnica.
Aguas subterrneas: es agua procedente de la lluvia. Las aguas sub-
terrneas forman grandes depsitos que en muchos lugares constitu-
yen la nica fuente de agua potable disponible, ya que poseen una
baja cantidad de slidos en suspensin as como una baja cantidad
de materia orgnica. A veces, cuando circulan bajo tierra, forman
grandes sistemas de cuevas y galeras. En algunos lugares regresan a
la superficie, brotando de la tierra en forma de fuentes o manantiales.
Otras, hay que recogerlas a distintas profundidades excavando pozos.
Debido a su trnsito subterrneo, presenta una elevada carga decontenido mineral.
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Otras fuentes: La mayor parte del agua terrestre est contenida en los ma-
res, y presenta un elevado contenido en sales. El agua reciclada o recupe-
rada que vuelve al mar procedente de las otras fuentes, tambin contribu-
ye a formas parte de las fuentes acuferas.
El agua en la industria
Como ya se ha comentado, la industria absorbe una media del 20% del
consumo mundial de agua. El agua es fundamental para varios procesos
industriales y maquinarias, como la turbina de vapor, el intercambiador de
calor, y tambin su uso como disolventequmico.
El agua se utiliza como refrigerante en la mayora de las centrales elctri-
cas, la cual posteriormente se evapora y, en las turbinas de vapor, se ge-
nera energa mecnica, permitiendo el funcionamiento de los generado-
res que producen electricidad. Tambin acta como refrigerante en las
centrales nucleares, aumentando la eficacia del sistema de seguridad
pasivo en la central. El vapor de agua se puede utilizar como transmisor de
calor en sistemas de intercambio de calor, debido a su disponibilidad, su
elevada capacidad calorfica, y su capacidad de enfriar y calentar. El va-
por condensado es un calentador eficiente debido a su alto calor de va-
porizacin.
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El agua est implicada en numerosos procesos, por ejemplo, la energa
hidroelctrica se obtiene cuando el agua embalsada en una presacae
por gravedad en una central hidroelctrica, haciendo girar en dicho
proceso una turbina engranada a un alternador de energa elctrica.
Este tipo de energa es de bajo coste, no produce contaminacin, y es
renovable. Otra de los procesos industriales importantes es la presuriza-
cin del agua. El agua presurizada se emplea en equipos de hidrode-
molicin, en mquinas de corte con chorro de agua, y tambin se utiliza
en pistolas de agua con alta presin para cortar de forma eficaz y preci-
sa varios materiales como acero, hormign, hormign armado, cermi-
ca, etc. El agua a presin tambin se usa para evitarel recalentamiento
de maquinaria como las sierras elctricaso entre elementos sometidos a
un intenso rozamiento. En la industria nuclear, el agua se puede usar co-
mo moderador nuclear. En un reactor de agua a presin, el agua acta
como refrigerante y moderador. Tambin desempea un papel muy im-
portante en la tecnologa de alimentos.
Una de las aplicaciones ms antiguas del agua es su utilizacin para
apagar incendios, debido a su elevado calor latente de vaporizaciny
a que es relativamente inerte. El agua absorbe el calor del fuego para
despus evaporarse, extinguindolo por enfriamiento. Sin embargo, el
agua no debe utilizarse para apagar el fuego de equipos elctricos, de-
bido a que el agua impura es buena conductora de la electricidad.
Tampoco debe ser empleada para extinguir combustibles lquidos o di-
solventes orgnicos puesto que flotan en el agua y la ebullicin explosi-
va del agua tiende a extender el fuego. Cuando se utiliza el agua para
apagar incendios en espacios reducidos y en fuegos sobrecalentados,
existe el riesgo de explosin de vapor.
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PARA MS INFORMACIN
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Las impurezas del agua
Es muy difcil encontrar fuentes acuferas donde el agua se encuentre en
su estado natural totalmente limpia. Generalmente, el agua se encuentra
turbia, conteniendo algn tipo de materia en suspensin o disuelta. Inclu-
so cuando est clara, el agua natural contiene soluciones de sales y ci-
dos que pueden afectar a la maquinaria con la que interacte. Segn los
elementos que acompaan al agua, las impurezas se clasifican en tres
grandes grupos:
slidos en suspensin, lo constituyen los minerales finamente dividi-
dos (arenillas), como las arcillas y los restos de organismos vegetales
o animales; y la cantidad de sustancias suspendidas, que es mayor
en aguas turbulentas que en aguas calmas o de poco movimiento.
Tambin hay que considerar los residuos que la industria lanza a los
recursos fluviales procedentes de distintos procesos de produccin.
Estas impurezas son las principales responsables de la formacin de
depsitos e incrustaciones as como de la formacin de espumas.
Para mitigar este proceso el agua puede filtrarse previamente para
eliminar las partculas ms grandes, para posteriormente ser depura-
da mediante tratamientos fsico-qumicos con la adicin de flocu-
lantes o antiespumantes. De esta forma, las sustancias coloidales
presentes en el agua se aglutinan facilitndose su decantacin y
posterior filtrado.
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Por ltimo, la congelacin es un mtodo alternativo que se basa en
los diferentes puntos de congelacin del agua dulce y del agua sala-
da. Los cristales de hielo se separan del agua salobre, se lavan para
extraerles la sal y se derriten, convirtindose en agua dulce.
gases disueltos, provienen de la atmsfera, de desprendimientos ga-
seosos de determinados subsuelos, y en algunas aguas superficiales,
de la respiracin de organismos animales y vegetales. Los gases di-
sueltos que suelen encontrarse son el oxigeno, nitrgeno, dixido de
carbono procedente de la atmsfera arrastrado y lavado por la llu-
via, de la respiracin de los organismos vivientes, de la descomposi-
cin anaerbica de los hidratos de carbono y de la disolucin de los
carbonatos del suelo por accin de los cidos. Tambin puede apa-
recer como descomposicin de los bicarbonatos cuando se modifi-
ca el equilibrio del agua que las contenga. El gas carbnico se di-
suelve en el agua, en parte en forma de gas y en parte reaccionan-
do con el agua para dar cido carbnico de naturaleza dbil que se
disocia como in bicarbonato e in hidrgeno, lo que confiere al
agua carcter cido. Todas estas impurezas provocan fenmenos
de corrosin en el material industrial. Los tratamientos de gases disuel-
tos se llevan a cabo mediante sistemas de aireacin y desgasifica-
cin de aguas, o agentes qumicos reductores, como el bisulfito de
sodio.
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slidos disueltos, en el agua existe una importante presencia de
compuestos de calcio y magnesio, hierro y sales minerales, aunque
sta tambin suele aparecer como elemento en suspensin en forma
de finsimas partculas o coloides. Son ms difciles de eliminar que los
slidos no disueltos, sin embargo, existen tratamientos de intercambio
inico, smosis inversa (consistente en emplear presin para hacer
pasar el agua dulce a travs de una fina membrana que impide el
paso de minerales), electrodesionizacin de agua (consiste en sepa-
rar en iones positivos y negativos las sales disueltas, despus se extra-
en pasando una corriente elctrica a travs de membranas anini-
cas y catinicas), tratamientos biolgicos de la materia orgnica di-
suelta en el agua (se detallar ms adelante), desinfeccin, etc. Las
partculas disueltas en el agua pueden ser tambin responsables de
la formacin de depsitos e incrustaciones, del ensuciamiento del flui-
do y de la formacin de espumas.
Este tipo de aguas deben acondicionarse previamente a su utiliza-
cin mediante tcnicas de desgasificacin, descarbonatacin y des-
mineralizacin o purga. Posteriormente, deben ser tratadas mediante
la adicin de acondicionadores qumicos de fangos o de resinas de
intercambio inico para la remocin de Calcio y Magnesio. El hierropuede extraerse por medio de la ventilacin y sedimentacin, o pa-
sando el agua a travs de filtros de ceolita. Tambin se puede estabi-
lizar aadiendo ciertas sales, como los polifosfatos. El agua que se utili-
za en los laboratorios, se destila o se desmineraliza pasndola a travs
de compuestos que absorben los iones.
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Por ltimo cabe destacar, como ya se ha mencionado, la contaminacin
microbiolgica. Esta es la producida por microorganismos vivos. Se produce
principalmente por la presencia de fenoles, bacterias, virus, protozoos y al-
gas unicelulares. Provocan ensuciamiento del agua y fenmenos de corro-
sin en la maquinaria. La reduccin del nmero de bacterias y de otros mi-
croorganismos se puede lograr mediante la adicin de biocidas, que son
productos qumicos txicos para los microorganismos. Los biocidas son ge-
neralmente dosificados a un sistema para reducir eficaz y rpidamente la
poblacin de los microorganismos, lo que dificulta en gran medida que re-
cuperen la prdida de poblacin. Hay varios tipos de biocidas, algunos de
los cuales tienen una amplia gama de efectos sobre muchas y diversas cla-
ses de bacterias. Pueden ser agentes oxidantes y agentes no oxidantes.
Parmetros comunes del agua
Los procesos disponibles para mejorar la calidad de las aguas son muchos y
muy diferentes. Los parmetros utilizados para conocer y evaluar la calidad
de un agua son importantes y se deben determinar. Los parmetros del
agua se pueden dividir en cuatro grandes grupos: Fsicos: el sabor, el olor, la
turbidez, la conductividad, etc.; Qumicos: el pH, la dureza del agua, la al-
calinidad, las sales disueltas o en suspensin, etc.; Biolgicos: la descompo-
sicin animal y vegetal, los residuos domsticos, detergentes, etc.; Bacte-
riolgicos: la bacteria Escherichia coli y el grupo de los coliformes en su con-
junto.
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A continuacin, se describen los parmetros ms comunes del agua.
La dureza, es debida a la presencia de sales de calcio y magnesio y mide
la capacidad de un agua para producir incrustaciones en intercambia-
dores, calderas, tubos etc. Afecta tanto a las aguas domsticas como a
las industriales. Las aguas con menos de 50 ppm de CaCO3 se llaman
blandas, hasta 100 ppm ligeramente duras; hasta 200 ppm moderada-
mente duras; y, a partir de 200 ppm muy duras. Lo frecuente es encontrar
aguas con menos de 300 ppm de carbonato clcico, pero pueden llegar
hasta 1000 ppm e incluso hasta 2000 ppm. La regulacin de la dureza se
lleva a cabo, principalmente, por precipitacin, por ablandamiento por
intercambio inico con resinas, por smosis, por acondicionamiento de
calderas, etc. Desde el punto de vista de la smosis inversa, la dureza es
uno de los principales parmetros que se deben controlar.
El valor delpH indica la concentracin de los iones hidronio [H3O+] pre-
sentes en el agua, es decir, la naturaleza cida o alcalina de la solucin
acuosa. La sigla significa "potencial de hidrgeno y se define como el
logaritmonegativo en base 10 de la actividadde los ioneshidrgeno. Es-
to es:
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La mayora de las aguas naturales tienen un pH entre 6 y 8. Para mantener
el pH adecuado, basta con aumentarlo o disminuirlo mediante la adicin
de una base o un cido.
La alcalinidad es una medida de neutralizar cidos. Contribuyen, principal-
mente, a la alcalinidad de una solucin acuosa los iones bicarbonato
(CO3H-), carbonato (CO3=), e hidroxilo (OH-), pero tambin los fosfatos, ci-
do silcico u otros cidos de carcter dbil. Su presencia en el agua puede
producir CO2en el vapor de calderas que es muy corrosivo y tambin pue-
de producir espumas, arrastre de slidos con el vapor de calderas, etc. Se
mide en las mismas unidades que la dureza. Se corrige por descarbonata-
cin con cal, tratamiento cido o desmineralizacin por intercambio inico.
La slice, SiO2se encuentra en el agua disuelta como cido silcico H4SiO4y
como materia coloidal; contribuye a provocar algo de alcalinidad en el
agua. Las aguas naturales contienen entre 1 y 40 ppm, pudiendo llegar a las100 ppm. Suelen producir incrustaciones en calderas y circuitos de refrigera-
cin. Se puede corregir por precipitacin, intercambio inico, smosis o eva-
poracin.
La conductividad elctricaes la medida de la capacidad del agua para
conducir la electricidad. Son indicativas de la materia ionizable presente en
el agua. La unidad de la conductividad es el Siemens, pero como es muy
grande se suele emplear el micro siemens por cm. El agua pura prctica-
mente no conduce la electricidad; por lo tanto, la conductividad que se
puede medir ser consecuencia de las impurezas presentes en el agua. Es
un parmetro fsico bastante bueno para medir la calidad de un agua y se
puede regular mediante intercambio inico y electrodesionizacin.
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RENOVETEC CREA EL IRIM, UNA SOCIEDAD
TCNICO-CIENTFICA DEDICADA AL DESARROLLO E
INVESTIGACIN EN MANTENIMIENTO
RENOVETEC ha puesto en marcha el INSTITUTO RENOVETEC DE IN-
GENIERIA DEL MANTENIMIENTO (IRIM), una sociedad cientfica dedi-cada al estudio y anlisis del mantenimiento de instalaciones indus-triales y de edificacin. Tiene como principales objetivos el desarrollode protocolos de mantenimiento, la edicin de guas de referencia, la
creacin de normas y estndares relacionados con mantenimiento y laedicin de software de utilidad para responsables de mantenimiento. Y
todo ello, a libre disposicin de sus socios.
Lee ms sobre el IRIM pinchando aqu
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El in cloruro Cl-, forma sales muy solubles, suele asociarse con el in Na +esto lgi-
camente ocurre en aguas muy salinas. Las aguas dulces contienen entre 10 y 250
ppm de cloruros, pero tambin se encuentran valores muy superiores fcilmente.
Las aguas salobres contienen millares de ppm de cloruros, el agua de mar est al-
rededor de las 20.000 ppm de cloruros. Los iones Cl- contribuyen a aumentar el po-
der corrosivo del agua, y pueden ser eliminados por intercambio inico, smosis,
evaporacin o electrodesionizacin.
El in sulfato (SO4=), corresponde a sales de moderadamente solubles a muy solu-
bles. Las aguas dulces contienen entre 2 y 250 ppm y el agua de mar alrededor de
3.000 ppm. El agua pura se satura de CaSO4a unas 1.500 ppm, lo que ocurre es
que la presencia de otras sales de calcio aumenta la solubilidad. En cantidades
bajas no perjudica seriamente al agua pero algunos centenares de ppm pueden
perjudicar seriamente la resistencia del hormign. Los iones SO4= tambin pueden
reducirse por intercambio inico, smosis, evaporacin o electrodesionizacin.
El in sodio, Na+, corresponde a sales de solubilidad muy elevada y muy difciles de
precipitar; suele estar asociado con el anin cloruro Cl- o el hidroxilo OH-. El conteni-
do en aguas dulces est entre 1 y 150 ppm, pero se pueden encontrar casos de
hasta varios miles de ppm. Las aguas de mar contienen alrededor de 11.000 ppm.
Cuando se combina con el OH-puede ser el causante de problemas de corrosin
en la caldera. Los cationes Na+pueden reducirse por intercambio inico, smosis,
evaporacin o electrodesionizacin.
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La concentracin de oxgeno, O2, disuelto en el agua depende de un
nmero de factores tales como temperatura, presin atmosfrica, consu-
mo de oxgeno ocasionado por la biodegradacin de microorganismos o
la produccin de oxgeno por algas. La concentracin de oxgeno juega
un papel decisivo en los procesos de corrosin en todos los sistemas. El
oxgeno disuelto en el agua es un agente activo muy corrosivo, por lo
que debe ser eliminado, ya sea por desgasificacin qumica o trmica.
Tambin se pueden usar inhibidores qumicos de la corrosin. Para inyec-
tar oxgeno en el agua se pueden utilizar sistemas de aireacin.
El hierro es muy importante desde el punto de vista de contaminacin,
aparece en dos formas: in ferroso, Fe2+, o ms oxidado como in frrico,
Fe3+. La estabilidad y aparicin en una forma u otra depende del pH,
condiciones oxidantes o reductoras, composicin de la solucin, etc.
Afecta a la potabilidad de las aguas y es un inconveniente en los proce-
sos industriales por provocar incrustaciones. Las aguas subterrneas slo
contienen el in ferroso disuelto, que suele aparecer con contenidos en-
tre 0 y 10 ppm, pero al airear el agua se precipita el hidrxido frrico de
color pardo-rojizo, y se reduce el contenido a menos de 0,5 ppm. Para
que parezcan contenidos de hierro de varias docenas de ppm, el medio
debe ser cido.
El manganesose comporta en la mayora de los casos muy parecido al
hierro, adems de poder ser bivalente y trivalente positivo puede tam-
bin presentarse con valencia +4 formando el MnO2que es insoluble. Ra-
ra vez el agua contiene ms de 1 ppm y requiere un pH cido. La forma
manganoso Mn2+que es la ms general por aireacin se oxida y precipita
con un color negruzco de MnO2.
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CONTROL QUMICO
El aluminio, Al3+, suele aparecer formando sales como Al2(SO4)3,o policlo-
ruro de aluminio, provocando incrustaciones en los equipos industriales.
Estas sales tambin se utilizan para el tratamiento de aguas como aditivo
para favorecer la floculacin de la materia en suspensin, sin embargo,
debe controlarse la concentracin de aluminio que se utiliza en estos tra-
tamientos.
Los slidos disueltososalinidad total, es una medida de la cantidad de
materia disuelta en el agua que se determina por evaporacin. El origen
puede ser mltiple tanto en las aguas subterrneas como en las superfi-
ciales. Para las aguas potables se fija un valor mximo deseable de 500
ppm, este dato por s slo no es suficiente para catalogar la calidad del
agua. Esta materia en disolucin provoca espumas y arrastre de partcu-
las en las calderas. El proceso de tratamiento, entre otros, es la smosis
inversa, intercambio inico, electrodesionizacin y evaporacin.
Losslidos insolubles o en suspensin, son la cantidad de materia en sus-
pensin, no disuelta, que puede quedar sedimentada en los equipos. La
cantidad presente en el agua se determina por gravimetra. Las aguas
subterrneas suelen tener menos de 1 ppm, las superficiales pueden tener
mucho ms dependiendo del origen y forma de captacin. Pueden ser
retenidos por filtracin o por decantacin.
Los slidos totales son la suma de los dos anteriores, disueltos y en suspen-sin.
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CONTROL QUMICO
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4. EL CONTROLQUMICOENEL CICLOAGUA-VAPOR
La funcin esencial de un sistema de generacin de vapor es la produc-cin de vapor para un proceso o equipo determinado, como las turbinasde vapor presentes en las plantas trmicas de generacin elctrica. Seutiliza el vapor de agua por una serie de razones:
El agua es barata y accesible.
Se puede ajustar con precisin su temperatura.
Es capaz de transportar grandes cantidades de energacon poca masa y a ciertas distancias entre la generacin
y su consumo.
Planta trmica de ciclo combinado
Como contrapartida, es necesario tratar el agua bruta y de alimentacinal ciclo para prevenir la incrustacin y la corrosin en los precalentado-res, calderines, lneas de vapor y de condensados. Adems, habr queconseguir una elevada pureza del vapor, esencial para la vida de la tur-bina. La ausencia de un control qumico adecuado, puede provocartrastornos operacionales o paradas no programadas e imprudentes des-de el punto de vista de la seguridad, de los costes y la fiabilidad. Es fun-damental tratar previamente el agua de alimentacin al ciclo para queel control qumico en el interior del sistema sea ms fcil, seguro y fiable.
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CONTROL QUMICO
La calidad del agua
Cuanto mayor es el aumento de la presin y la temperatura mejor tieneque ser la calidad del agua. Por lo tanto, el pretratamiento que se realizaen las plantas de tratamiento de aguas elimina las impurezas que puedenprovocar o favorecer los fenmenos de incrustacin y corrosin. Los ga-ses disueltos tambin son eliminados del agua de alimentacin antes deque puedan causar problemas en la caldera o en las lneas de conden-sados.
Los fabricantes aconsejan unas directrices o rangos aceptables y son las
que se usan para asegurarse de que se obtiene un vapor de calidad, yuna fiable operatividad.
La Gua de la Asociacin Americana de Ingenieros Mecnicos (AmericanSociety of Mechanical Engineers), establece las siguientes calidades deagua tanto para el agua de alimentacin como para el agua de la cal-dera, dependiendo de la presin a la que el sistema est sujeto.