CONTROLES A EFECTUAR EN EL AGUA DE LAS CALDERAS

Transcripción

1 CONTROLES A EFECTUAR EN EL AGUA DE LAS CALDERAS La duración de la vida de una caldera depende, en una parte muy importante, de la calidad del agua utilizada. Así pues, cuando se conoce el papel vital que juega la caldera en una empresa (Limpieza en seco o Lavandería), se concibe el interés de un buen conocimiento de los fenómenos que rigen el tratamiento del agua y la importancia que debe concederse a los distintos controles a efectuar. A.- DUREZA DEL AGUA De forma general, las aguas naturales contienen: -Sales disueltas: bicarbonatos, carbonatos, sulfatos, cloruros de calcio y de magnesio, -Sílice, -Gases disueltos: gas carbónico, oxígeno. La totalidad de las sales de calcio y de magnesio representan la "dureza del agua". Esta dureza se expresa en "grado hidrotimétrico". Por razones de comodidad, los resultados referentes a estas sales se expresan en concentración de "carbonato de calcio". Grado hidrotimétrico e incrustación de las calderas. Ejemplo: un agua con 22º TH contiene: 22 x10 = 220 mg. de carbonato de calcio por litro. Un grado hidrotimétrico francés (=grado de dureza TH) corresponde a 10 mg. de carbonato de calcio por litro de agua (ó 10 g./m3). Los perjuicios de las incrustaciones. Las sales de calcio y de magnesio forman compuestos insolubles en contacto con superficies calientes: hay formación de incrustaciones. FT-LT 30 /-1-

2 Las incrustaciones disminuyen los intercambios térmicos (disminución del rendimiento) y pueden, en caso extremo, obstruir canalizaciones (deterioro de la caldera). Ablandar el agua "dura". La cantidad de incrustación depositada está en función de la concentración de las sales de calcio y de magnesio en el agua, es decir, de la dureza del agua. Es necesario, por lo tanto, eliminar estas sales que provocan depósitos haciendo pasar el agua a través de un descalcificador. Control de la dureza del agua. Controles a efectuar una vez al día. En todos los casos de calderas, debe tenerse un agua cuya dureza sea inferior a 1º TH. El control debe efectuarse sobre el agua a la salida del descalcificador. Método de la espuma de jabón. En un frasco de vidrio especial, se añade al agua analizada una solución hidroalcohólica de jabón (hasta la persistencia de la espuma que se forma después de agitar). La dureza del agua está en relación con el volumen de la solución de jabón utilizado. (El fabricante de la solución de jabón proporciona una tabla de referencia). Otros métodos de control Existen otros métodos, llamados "complexométricos", cuya ejecución es igualmente simple y rápida: se observa el cambio de tinte del agua coloreada por reactivos (estos reactivos pueden presentarse en forma de pastillas, por ejemplo). B.- ph DEL AGUA -El ph es la medida que sirve para medir la acidez o la alcalinidad (basicidad). -La escala de medición del ph va de 0 a 14. El punto 7, en el centro de esta escala, representa la neutralidad (es decir, lo que no es ni ácido ni básico como el agua pura, por ejemplo). Acidez Todos los productos cuyo ph está comprendido en 0 y 7 son ácidos. Su acidez es tanto más fuerte cuanto más se aleja del 7 para ir hacia el 0. FT-LT 30 /-2-

3 Basicidad o alcalinidad: todos los productos cuyo ph está comprendido entre 7 y 14 son alcalinos (o básicos). Su basicidad es tanto más fuerte cuanto más se aleja del 7 para acercarse al 14. ph de las aguas naturales: Generalmente tienen un ph comprendido entre el 6 y el 8, según las regiones. 1.-IMPORTANCIA DEL ph EN EL TRATAMIENTO DEL AGUA DE CALDERA A temperatura elevada, el agua, hasta un ph de 9 aproximadamente, ataca al acero. Conviene pues hacer que el agua sea lo suficientemente alcalina como para que no produzca ningún tipo de corrosión en el interior de la caldera. Utilización de fosfato trisódico. Se añade al depósito de alimentación una sal alcalina, el fosfato trisódico, destinada a aumentar el ph del agua. El tratamiento es simple. Consiste en añadir al agua que ha sido descalcificada, ya sea manualmente o por medio de una bomba dosificadora, una solución de fosfato hasta la obtención de un ph de 8'5 en el depósito (en la caldera, el vapor del ph será siempre superior debido al hecho de la concentración de sales alcalinas después de la vaporización de una parte del agua). La utilización del fosfato trisódico presenta dos ventajas más: -hace "pasivo" al acero FT-LT 30 /-3-

4 -reacciona con las sales de calcio o de magnesio (que podrían permanecer después del ablandamiento) para formar sales no incrustantes, que se eliminan en el momento de purgar la caldera. Nota: Obsérvese que el fosfato trisódico puede ser vendido solo o en mezcla con otros productos más especializados bajo diversos nombres comerciales. Dosificación de los fosfatos. Actualmente existen unos pequeños estuches de reactivos necesarios para la dosificación semicuantitativa de los fosfatos: se añade a una determinada toma de agua de prueba, una serie de reactivos que desarrollan una reacción coloreada cuya intensidad es proporcional a la concentración en fosfatos. Es suficiente comparar el color obtenido con una escala coloreada. Concentración a respetar de fosfato trisódico. Calderas con tubos de agua y de humo: 30 a 60 mg./l. Calderas de vaporización instantánea: 20 a 30 mg./l. 2.- CONTROL DEL ph -Agua del depósito: control diario del ph. -Agua de la caldera: control una o dos veces por semana (este control se efectúa al mismo tiempo que la medición TA-TAC). -Valores de ph a respetar: - 8'5 en depósito - 11 a 12 en las calderas con tubos de agua o de humo - 10 a 11 en las calderas con vaporización instantánea. Métodos de medición. Se utiliza el papel de ph. Son unas cintas de un papel especial que cambia de color en función del ph. FT-LT 30 /-4-

5 Se sumerge un pequeño trozo en el agua que se somete a prueba y se compara el color que toma en la escala de colores colocada, en general, sobre la caja redonda que contiene el papel de ph. Hoy en día existen medidores electrónicos de ph más fiables principalmente en ambientes húmedos y calurosos como en el caso de las lavanderías. Observaciones Es preferible conseguir unos papeles de ph cuya escala de medición cubra una gama dilatada alrededor de los valores que deben encontrarse (de 7 a 12, por ejemplo), mejor que los papeles, menos precisos, que cubren totalidad de la gama (0 a 14). C.- TA- TAC DEL AGUA Los valores "TA" y "TAC" indican las cantidades de bases fuertes (carbonatos y bicarbonatos) presentes en el agua. El TA, o Grado Alcalimétrico, es igual al número de ml. de ácido sulfúrico N/50 (= 0'98 g/l.) necesarios para neutralizar 100 ml. de agua para analizar en presencia de fenoltfaleína. El TA, o Grado Alcalimétrico Completo, es igual al número de ml. de ácido sulfúrico N/50 (= 0'98 g/ l.) necesarios para neutralizar 100 ml. de agua para analizar en presencia de anaranjado de metilo (o heliantina). La fenolftaleína y el anaranjado de metilo son indicadores coloreados que cambian de color a un ph bien determinado. FT-LT 30 /-5-

6 A un ph de 9 (punto en el que la fenolftaleína cambia de rojo al incoloro), el ácido vertido en el agua alcalina de caldera ha neutralizado un cierto número de compuestos. Se trata de la totalidad de las bases fuertes (principalmente la sosa) y de la mitad de los carbonatos. A un ph de 4'5 (punto en el que el anaranjado de metilo cambia del amarillo al naranja), el ácido ha neutralizado las bases fuertes, la totalidad de los carbonatos y algunos bicarbonatos. En la práctica, es raro que se efectúen tratamientos químicos para regular los valores del TA y del TAC. Se actúa directamente sobre estos dos índices aumentando el número de las purgas (disminución del TA y del TAC) o reduciendo este número (aumento del TA y del TAC). Estas purgas tienen la finalidad de eliminar las sales contenidas en el agua, sales que se concentran en forma de lodo en la caldera debido al fenómeno de la vaporización. Estas purgas se hacen abriendo, con precauciones, durante algunos minutos, las válvulas de vaciado de la caldera, estando esta última bajo presión. CONTROLES TA Y TAC Este control debe efectuarse sobre el agua de la caldera una o dos veces por semana. Métodos de medición -A 100 ml. de agua para analizar, se le añaden una gotas de fenolftaleína y luego, con la ayuda de una bureta, se acidifica la solución hasta el viraje del rojo al incoloro. El volumen vertido da directamente el TA. -Se añaden entonces, a la misma solución, una gotas de anaranjado de metilo y se continúa vertiendo el ácido hasta el viraje de amarillo o naranja. La totalidad del volumen vertido da directamente el TAC. Valores a respetar FT-LT 30 /-6-

7 -Calderas con tubos de agua: TAC inferior a Calderas con tubos de humo: TAC inferior a 80. -Calderas de vaporización instantánea: TAC inferior a 40. En todos los casos, el TA debe tener un valor tal que la relación TA/TAC esté comprendida entre 1'5 y 2. Ejemplo: Para un TAC de 50, el TA debe estar comprendido entre 25 y 33. Riesgos: Para valores anormales elaborados de TA/TAC, hay un riesgo de fisuras por descristalización del acero. D.- OTROS TRATAMIENTOS En algunos casos, deben hacerse otros tratamientos con el fin de eliminar: -oxígeno disuelto (riesgo de corrosión), -el gas carbónico (formación de condensados ácidos), -el sílice (formación de incrustaciones muy duras cuya importancia va ligada a las características del agua utilizada). La necesidad de realizar estos tratamientos depende de numerosos factores, tipo de caldera y presión de vapor, como en el caso del oxígeno. En este caso es conveniente informarse con el constructor, y dirigirse a las empresas especializadas en estos problemas y que son capaces de dar soluciones adecuadas. No olvide señalar que, al realizar las operaciones de acabado, hay una difusión de vapor a través de los tejidos hacia la atmósfera, lo que limita la lista de los productos químicos inhibidores de los efectos del oxígeno o del gas carbónico. FT-LT 30 /-7-

8 TABLA RESUMEN DE LOS VALORES A RESPETAR Y DE LAS FRECUENCIAS DE CONTROL TIPODECALDERA TUBOS DE AGUA TUBOS DE HUMO VAPORIZACION INSTANTANEA FRECUENCIA DEL CONTROL DUREZAENDEPOSITO inferior a 1'0º TH inferior a 1'0º TH inferior a 0'2º TH o, 1 vez al día preferentemente desmineralización (1) PH(ENCALDERA) 11/12 11/12 10/11 1 ó 2 veces por semana PH(ENDEPOSITO) 8'5míni. 8'5míni. 8'5míni. 1 vez al día FOSFATOTRISODICO 30 a 60 mg./l. 30 a 60 mg./l. 20 a 30 mg. / l. No indispensable TAC(ENCALDERA) inferior a 100 inferior a 80 inferior a 40 1 ó 2 veces TAC/TA(ENCALDERA) 1'5-2 1'5-2 1'5-2 por semana FT-LT 30 /-8-

9 (1) La desmineralización tiene la finalidad de eliminar todas las sales del agua (contrariamente al descalcificado, en el que se reemplazan las sales de calcio y de magnesio por sales de sodio). El mantenimiento consiste en hacer pasar el agua sobre dos cauces de resinas diferentes (una resina intercambiadora de aniones y una resina intercambiadora de cationes). En lo referente a sacar la muestra de agua de la caldera, deben tomarse ciertas precauciones, resumidas a continuación (para presiones inferiores a 10 bars): -entre 5 y 10 bars la vaporización por contacto brusco con el aire libre del agua, que se encuentra a una temperatura superior a 100º C, varía de un 5 a un 10% y cabe ir con cuidado, si se da el caso. De todas formas, puede reducirse esta revaporación dirigiendo un chorro lento de agua hirviendo al fondo de un recipiente metálico sumergido en agua fría; -en todos los casos, tapar herméticamente los frascos que contengan las muestras tan pronto como estén llenos. Los frascos se enjuagan tres veces con el agua para analizar; -todos los análisis deben efectuarse sobre el agua enfriada por debajo de 30ºC. FT-LT 30 /-9-