Química del Agua en Calderas: Identificación y Prevención de Problemas Operacionales

Calderas: Fundamentos y Problemas Operacionales

Una caldera es un recipiente de acero donde se quema un combustible y el calor generado en la reacción de combustión se transmite al agua líquida para producir vapor de agua.

Problemas Frecuentes que Afectan la Operación de la Caldera

Los problemas más frecuentes que influyen en la operación de la caldera son:

• 1. Formación de Depósitos

  Los depósitos se producen por sólidos suspendidos que el agua pueda contener y, principalmente, por la formación de depósitos de sulfatos y carbonatos de calcio y magnesio, en mezclas complejas con otros componentes como sílice, bario, entre otros.

• 2. Corrosión por Oxidación del Metal

  Los principales componentes de la caldera son metálicos. Los agentes que atacan el hierro y lo disuelven son los gases corrosivos como el oxígeno y el dióxido de carbono. También la acidez del agua causa corrosión, por lo que el pH debe mantenerse entre 9.0 y 11.5 para prevenirla.

• 3. Fragilización Cáustica

  Si la alcalinidad, que se encuentra en forma de carbonatos, es muy alta, pueden presentarse problemas de fragilización del metal. Esta pérdida de elasticidad también puede ocurrir por frecuentes choques térmicos en la caldera, al complementar con agua de repuesto sin calentamiento previo para compensar las pérdidas debido a fugas de vapor o por purgas de la caldera.

• 4. Formación de Espumas

  Esto ocurre cuando hay presencia de materia orgánica o de una gran cantidad de sólidos disueltos en el agua de la caldera.

Calidad del Agua: Tipos y Contaminantes

Agua Potable

El agua potable se caracteriza por:

• Contener en solución la cantidad de sales necesarias para el consumo humano.
• Encontrarse perfectamente aireada.
• Estar libre de gérmenes patógenos nocivos para la salud.

Tipos de Contaminantes del Agua

Los contaminantes del agua pueden clasificarse en:

• Contaminantes Químicos

  • Compuestos orgánicos: pesticidas, derrames de petróleo.
  • Iones inorgánicos: metales pesados (Hg, Pb, As, Cd, Ni).
  • Material radiactivo.
  • Drenaje ácido de minas.

• Contaminantes Biológicos

  • Bacterias patógenas.
  • Virus.
  • Algas.
  • Maleza acuática.

• Contaminantes Físicos

  • Sólidos flotantes.
  • Material suspendido.
  • Material asentable.
  • Detergentes.
  • Líquidos insolubles.
  • Efluentes a alta temperatura (RILES).

Clasificación de Aguas por Dureza

La dureza del agua se define por la concentración de iones de magnesio (Mg +2) y calcio (Ca +2).

• Aguas Blandas: No poseen Mg +2 ni Ca +2 en cantidades significativas.
• Aguas Duras: Poseen Mg +2 y Ca +2.

Rangos de Dureza del Agua (expresados como CaCO3)

• 0 – 75 mg/l CaCO3: Agua blanda
• 75 – 150 mg/l CaCO3: Agua semidura
• 150 – 300 mg/l CaCO3: Agua dura
• Más de 300 mg/l CaCO3: Agua muy dura

En agua potable, el índice máximo permisible es de 300 ppm de CaCO3. En agua de calderas, el límite es de 0 ppm de CaCO3 para evitar problemas operacionales.