Corrosión y rehabilitación de grandes acumuladores de ACS. Adrià Gomila Vinent. Ingeniero Industrial Director de Guldager Electrólisis, S.A.

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1 Corrosión y rehabilitación de grandes acumuladores de ACS Adrià Gomila Vinent. Ingeniero Industrial Director de Guldager Electrólisis, S.A. guldager@guldager.es; Barcelona, Septiembre de Introducción En la actualidad, el mantenimiento y conservación de las grandes instalaciones de agua caliente sanitaria de muchos edificios como Hospitales, Hoteles, Residencias, Centros deportivos, etc., con consumos importantes de ACS adquiere una gran importancia. Uno de puntos clave del sistema de ACS son los acumuladores, pues suelen sufrir problemas de corrosión interior que en muchos casos acortan de modo grave su vida útil. Estos fenómenos, que conducen a la perforación del depósito o provocan coloración del agua, se deben a diversos motivos. Siendo los más frecuentes los citados a continuación: - Características del agua. - Tratamiento inadecuado del agua. - Materiales utilizados en el depósito. - Características constructivas del depósito. - Material de las tuberías de agua. - Condiciones de trabajo. - Protección inadecuada o insuficiente del acumulador. - Acciones para prevenir la legionelosis Uno preocupación importante es evitar la proliferación de la legionella, para lo que debe cumplirse el RD 865/03 de Julio de Para concretar mejor el alcance del Real Decreto y para facilitar su interpretación, el Ministerio de Sanidad publicó una 1

2 Guía Técnica en la que aparecen una serie de indicaciones y recomendaciones, que en teoría no son obligatorias pero que se están convirtiendo en un complemento prácticamente obligado del Real Decreto. Como es sabido, las condiciones que propician la proliferación de la legionella son temperaturas del agua comprendidas entre 20 y 45 ºC, suciedad interior de los acumuladores y presencia de óxido. La Norma UNE de Octubre de 2001 especifica las recomendaciones principales para evitar la proliferación de la legionella, entre las que debemos destacar el interés en mantener los acumuladores limpios y sin corrosión. Además, el Real Decreto 865/2003 exige que una vez al año se limpien y desinfecten los acumuladores de ACS de los establecimientos públicos, para lo que es imprescindible que una persona pueda acceder al interior de los mismos. Los choques térmicos a temperaturas que pueden superar los 70ºC y los enérgicos tratamientos de desinfección son factores que incrementan los riesgos de corrosión de los acumuladores, tanto de acero al carbono revestido como de acero inoxidable. Los acumuladores de acero inoxidable pueden sufrir problemas serios de corrosión en función del tipo de inoxidable utilizado, de la técnica de soldadura empleada, del contenido en cloruros del agua y de la temperatura de trabajo. Ver Figuras 1 y 2. Fig 1 Corrosión de un acumulador de acero inoxidable Fig 2 Corrosión de un interacumulador de acero inoxidable 2

3 Los acumuladores de acero al carbono galvanizados en caliente o revestidos interiormente sufren procesos de corrosión importantes si no están equipados con un sistema de protección catódica correcto, diseñado, instalado y mantenido de acuerdo con la norma UNE-EN Con los revestimientos utilizados hace unos años, en ausencia de una protección catódica correcta, la corrosión se producía al cabo de cierto tiempo en los defectos de la pintura o cuando el cinc del galvanizado no podía seguir protegiendo al acero. Ver Fig 3, 4 y 5. Fig 3 Corrosión de un acumulador de acero al carbono Fig 4 Corrosión de un interacumulador sin boca de hombre 3

4 Fig 5 Corrosión de un interacumulador de muelles Para evitar estos problemas, los fabricantes de acumuladores buscaron revestimientos más sofisticados. En muchos casos estos revestimientos, de gran calidad, se despegan dejando grandes superficies de acero al descubierto. Si el acumulador no está equipado con un sistema de protección catódica suficientemente dimensionado y adecuadamente mantenido, los procesos de corrosión son espectaculares. Ver Fig 6 y 7. Fig 6 Revestimiento despegado y protección catódica inadecuada 4

5 Fig 7 Revestimiento despegado y corrosión En un proyecto en el que se prevea la instalación de nuevos acumuladores de un volumen importante, superior a 1000 litros por ejemplo, es posible adoptar una solución que permita evitar los problemas citados, aunque en este documento nos centramos en el caso de la rehabilitación de los acumuladores existentes ya corroídos, resumiendo las posibles soluciones al problema que se plantea cuando se descubre que su estado interior no es satisfactorio. Veremos como una protección catódica adecuada permite mantener los acumuladores de ACS limpios y libres de corrosión. Asimismo la protección catódica permite realizar los choques térmicos periódicos y las desinfecciones químicas sin riesgos de corrosión. 2. Inspección interior de los acumuladores La exigencia de realizar una limpieza y desinfección anual de los acumuladores de ACS mayores de 750 litros, plantea en muchos casos un primer problema en los depósitos que no disponen de una boca de hombre fácilmente accesible, con un diámetro interior libre mínimo de 400 mm. Ver Fig 8 y 9. 5

6 Fig 8 Acumuladores de ACS que no disponen de una boca de hombre adecuada Fig 9 Inspección interior de un acumulador con boca de hombre correcta Desde que en Marzo de 2006 se aprobó el Código Técnico de la Edificación, es obligatorio que los acumuladores mayores de 750 litros dispongan de una boca de hombre con unas características que permitan acceder fácilmente a su interior. Para los acumuladores instalados antes de esta fecha, la Guía Técnica del Ministerio de Sanidad exige asimismo la boca de hombre adecuada de 400 mm para poder entrar en su interior y realizar la limpieza y desinfección. Por ello, para los grandes acumuladores ya existentes que no cumplen con este requisito, solo existen dos posibilidades, sustituirlo por uno nuevo o intentar su rehabilitación a base de instalar una boca de hombre y protegerlo contra la corrosión.. 6

7 En los acumuladores que tienen un acceso adecuado, y que por lo tanto pueden abrirse e inspeccionarse, en muchos casos aparece un panorama preocupante, con el revestimiento interior degradado y ataques por corrosión más o menos importantes. Ver Fig 10 a 13. Fig 10 Revestimiento interno despegado Fig 11 Fallos del revestimiento y corrosión El estado inaceptable que presentan los depósitos por la corrosión interior se hace ahora evidente a causa de las inspecciones anuales obligatorias para su limpieza, mientras que antes raramente se abrían, y por lo tanto se ignoraba su aspecto interior. 7

8 Fig 12 Revestimiento despegado y corrosión Cuando es posible revisar el estado interior de un acumulador gracias a la existencia de una boca de hombre adecuada y se constata que existen problemas de corrosión, el acumulador debe sustituirse o rehabilitarse para frenar el proceso de corrosión y evitar la proliferación de la legionella. Fig 13 Degradación de un revestimiento de gran calidad 8

9 3. Degradación y corrosión interior de los acumuladores En función de la época de su construcción, los acumuladores pueden ser galvanizados en caliente, revestidos con pinturas epoxi con formulaciones antiguas, o equipados con revestimientos modernos de gran calidad que no siempre conservan la adherencia necesaria con el acero a lo largo del tiempo. Las medidas tomadas para prevenir la proliferación de la legionella como los choques térmicos y la desinfección con productos muy enérgicos, tienen un papel importante en la degradación o despegue de los revestimientos interiores y en el progreso de la corrosión del acero, como puede apreciarse en algunas de las fotografías que se incluyen. Cuando falla el revestimiento interior suelen aparecer problemas de corrosión que plantean un problema importante, pues el estado interior del acumulador es incompatible con las condiciones exigidas por el RD 865/03. En muchos casos los sistemas estándar de protección catódica, incluidos por el fabricante al construir el depósito, son incapaces de evitar la corrosión del acumulador cuando se producen defectos importantes en la pintura. Ver Fig 14 y 15. Fig 14 El revestimiento y la protección catódica estándar no evitan la corrosión 9

10 Fig 15 Protección catódica estándar y problemas de corrosión importantes 4. Solución al problema Qué podemos hacer cuando un acumulador empieza a gotear o cuando el agua caliente adquiere una coloración desagradable? Lo más frecuente es cambiar el acumulador por uno nuevo, aunque en este caso lo lógico es asesorarse bien para evitar que se repita el problema. No obstante, en muchos casos este cambio de acumulador no es inevitable, por lo que conviene analizar si la mejor solución es cambiarlo o rehabilitarlo y protegerlo. Principalmente en el caso de acumuladores de dimensiones considerables (del orden de 2000 litros o mayor), y con acceso difícil a la sala de calderas para la sustitución, suele ser más rentable la recuperación que el cambio. 5. Sustitución del acumulador La sustitución del acumulador puede ser a veces relativamente simple según la ubicación del mismo, que permite sacar el depósito viejo y montar el nuevo sin grandes dificultades. En estas condiciones es posible que la opción más lógica sea la de sustituir el acumulador por uno nuevo, aunque si el existente no está muy dañado y dispone de una boca de hombre adecuada, conviene estudiar el coste de su rehabilitación y compararlo con el de la sustitución. 10

11 En el caso de montar un acumulador nuevo, es fundamental evitar que el problema de corrosión se reproduzca en el nuevo depósito, por lo que el mejor camino es adquirir uno que cumpla la Norma UNE Prevención de la corrosión en circuitos de agua, equipado con un sistema de protección catódica según la Norma UNE-EN Protección catódica interna. En algunos casos la sustitución del acumulador es complicada, pues para sacar el depósito viejo y situar el nuevo en su emplazamiento existen importantes obstáculos como tuberías, instalaciones, paredes etc. Frecuentemente los trabajos complementarios que deben realizarse en muchos casos pueden superar el coste del nuevo acumulador. En estas condiciones la opción de intentar aprovechar el acumulador existente es mucho más interesante y si técnicamente es viable puede justificarse el coste necesario para la realización de algunos trabajos complementarios. 6. Rehabilitación del viejo acumulador existente Resistencia mecánica Cuando es complicado sustituir el acumulador y por lo tanto es interesante aprovechar el existente, la primera condición es estar seguro de que sus condiciones mecánicas son adecuadas, o pueden serlo tras la reparación, pues no tiene sentido intentar proteger contra la corrosión un depósito que puede verse afectado mecánicamente ante cualquier golpe de ariete o sobrepresión. Para ello la mejor opción consiste en realizar una prueba de presión hasta un valor situado suficientemente por encima de la presión normal de trabajo. Si el acumulador soporta bien la prueba de presión, instalando una válvula de seguridad tarada a un valor algo superior a la presión normal de trabajo se garantiza la resistencia mecánica del depósito y puede ser lógico protegerlo para que no continúe la progresión de la corrosión interior. 11

12 Boca de hombre Cuando nuestro acumulador se calienta mediante un intercambiador exterior, normalmente de placas, y dispone de una boca de hombre fácilmente accesible y de suficiente diámetro, la rehabilitación es sencilla y tan sólo deben realizarse ciertas operaciones para adecuar el depósito a lo que se indica en la Norma UNE Una vez existen garantías de la resistencia mecánica del depósito, si este no dispone de una boca de hombre fácilmente accesible, con un diámetro mínimo interior de 400 mm debe contratarse a un calderero que soldará la boca de hombre adecuada y realizará el resto de operaciones mecánicas de rehabilitación necesarias. Ver Fig 16. Además de las operaciones citadas para acceder al depósito y repararlo, deben realizarse algunos trabajos complementarios como la instalación de un purgador automático de gases correcto, una purga de lodos suficiente y los detalles necesarios para la instalación posterior del sistema de protección catódica. Fig 16 Instalación de la boca de hombre en acumuladores existentes Pintado interior En algunos casos se intenta acondicionar el acumulador y prolongar su vida útil frente a la corrosión, rehaciendo el revestimiento interior. Para ello se chorrea interiormente el depósito y se aplica una pintura interior. Se trata de una operación penosa y complicada que frecuentemente puede fallar al tener el revestimiento aplicado una vida relativamente corta. Hay que destacar que si el revestimiento original aplicado en fábrica, en unas condiciones adecuadas ha fallado, es difícil asegurar la vida de una pintura aplicada in situ, con las dificultades que ello representa. En efecto las 12

13 condiciones para la preparación de la superficie, el grado de humedad del interior del depósito y las dificultades del trabajo pueden cuestionar el éxito de la operación. Interacumuladores Cuando se trata de un acumulador equipado con un cuerpo de calentamiento interior, en función del diámetro de la tapa del intercambiador y de la presencia o no de camisa interior, la operación de inspección y rehabilitación será más o menos compleja. Por las dificultades en garantizar tanto la protección contra la corrosión, como la limpieza y desinfección del conjunto, en el caso de la rehabilitación de los interacumuladores debería eliminarse el serpentín interior y calentar el depósito mediante un intercambiador exterior de placas. Las condiciones peores se dan en el caso de interacumuladores con una pequeña tapa para el intercambiador y una camisa interna en los que la primera operación precisa es perforar el depósito, eliminar el intercambiador de calor y practicar una boca de hombre con lo que ello representa. Ver Fig 17. Fig 17 Eliminación del intercambiador de calor y preparación de una boca de hombre En cualquier caso, debemos llegar a la situación de un depósito vacío, con una boca de hombre fácilmente accesible y con un sistema exterior de calentamiento del agua, generalmente mediante intercambiador de placas. 13

14 En estas condiciones podemos reparar el depósito si es necesario, y someterlo a una prueba de presión que garantice su estado. Un acumulador vacío, con acceso simple, que ha sido sometido a una prueba de presión y equipado con una válvula de seguridad tarada a un nivel adecuado, reúne las condiciones ideales para protegerlo contra la corrosión con las debidas garantías. Protección catódica Es importante destacar que en muchos casos es técnicamente posible la rehabilitación de los acumuladores existentes instalando un sistema de protección catódica adecuado, lo que permite garantizar la resistencia a la corrosión de los depósitos por periodos importantes de tiempo. En muchos casos esta es la solución más segura y económica para evitar la complicada sustitución del acumulador. Ver Fig 18. Fig 18 Una protección catódica adecuada frena la corrosión de los acumuladores existentes Igual que para los acumuladores nuevos, en la rehabilitación de los acumuladores existentes debe cumplirse la Norma UNE Prevención de la corrosión en circuitos de agua en todos los detalles necesarios del acumulador, y la protección catódica debe realizarse según la Norma UNE-EN Protección catódica interna. Para que el acumulador quede preparado según se indica en la Norma UNE , en los acumuladores existentes suele ser preciso realizar algunos trabajos previos de calderería y fontanería. 14

15 Cuando el estado interior del acumulador lo aconseja, antes de instalar la protección catódica es frecuente aplicar un cementado interior que no precisa una preparación de superficie especial. Ello permite disminuir la corriente necesaria para la protección catódica y mejorar el aspecto interior del depósito. Ver Fig 19 y 20. Fig 19 Protección catódica de acumuladores existentes según la norma UNE-EN Fig 20 Protección catódica de acumuladores existentes según la norma UNE-EN En estas condiciones es posible garantizar el acumulador contra la corrosión interior por un periodo inicial de 10 años, siempre que se realicen las operaciones necesarias de mantenimiento del sistema. Esta garantía puede prolongarse si se cambian los ánodos de titanio activado tras concluir la vida prevista de los mismos de 10 años. Ver Fig

16 Fig 21 A través de la boca de hombre, se observa a la izquierda el ataque interior por corrosión de un depósito antes de ser protegido y a la derecha los ánodos de la protección catódica y el aspecto del interior del acumulador dos años después 7. Conclusiones En ciertos casos los acumuladores de ACS presentan un estado de corrosión interior inaceptable. La prevención de la legionella obliga en muchos casos a la sustitución o la rehabilitación de los grandes acumuladores de ACS a causa de su corrosión interior. En algunos casos es preferible rehabilitar los grandes acumuladores de agua caliente sanitaria y equiparlos con un sistema adecuado de protección catódica que sustituirlos. Es imprescindible la existencia de una boca de hombre adecuada que permita el fácil acceso de una persona al interior del acumulador. Una vez verificada la resistencia mecánica del depósito y realizadas las modificaciones necesarias, un sistema de protección catódica diseñado e instalado según la Norma UNE-EN permite una excelente protección contra la corrosión interior del acumulador. Cuando las condiciones son adecuadas, puede garantizarse sin problemas el éxito de la operación, lo que permite protegerlos contra la corrosión interior y además mantenerlos limpios y cumplir el Real Decreto 865/