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Microorganismos voraces 🤬

Corrosión de Intercambiadores de Calor de Placas (ICP)

Cuando no son los propios estragos del tiempo los que están corroyendo las placas de los intercambiadores de calor, sino que el origen es por algas, hongos y bacterias, entonces existen varias formas de abordar el problema.

En el siguiente artículo se describen tanto las causas como las soluciones para combatir eficazmente la corrosión inducida por organismos microbiológicos.

Típico ataque de una placa: capa suave y viscosa característica de microorganismos
Típico ataque de una placa: capa suave y viscosa característica de microorganismos

Las plantas industriales se encuentran a menudo en las inmediaciones de ríos para utilizar agua como medio refrigerante económico.

Con la lenta pero obligada mejora de la calidad de agua de nuestros ríos se ha observado un problema por proliferación de bacterias que está afectando a los sistemas técnicos industriales y, por tanto, también a los intercambiadores de calor.

Los Intercambiadores de calor de placas son de vital importancia para la ingeniería de procesos térmicos y se utilizan en la industria química para calentar, enfriar y evaporar ácidos y álcalis y como enfriadores de agua de proceso.

Modernización de las instalaciones industriales

La limpieza de algunos ríos en las últimas décadas no sólo ha permitido mejorar su aprovechamiento como zonas de baño, sino también a la modernización de instalaciones industriales y a la utilización de otros materiales.

Antes de eso, el titanio se usaba a menudo como material de las placas para los intercambiadores de calor porque, además de su bajo peso, también es resistente al agua de río con contenidos medios o altos en cloruros.

Debido al aumento de la calidad del agua, ha sido posible utilizar acero (inoxidable) más barato para la tecnología de las plantas industriales.

Sin embargo, cuando el agua del río y el acero inoxidable se encuentran, puede surgir el problema de la “corrosión inducida microbiológicamente” (MIC): MIC describe la corrosión causada por algas, hongos y bacterias y, a menudo, es causa evidente de daños en los sistemas de agua de refrigeración.

Desencadenante de corrosión

En superficies metálicas con una capa de pasivación atacada, como los cordones de soldadura, los microorganismos tienen la oportunidad de adherirse a la superficie de dichos materiales metálicos.

Los organismos se ven particularmente favorecidos por velocidades de flujo bajas, como por ejemplo en puntos muertos de flujo (como juntas), y temperaturas del agua alrededor de los 40° a 65° C.

Dado que los fabricantes de intercambiadores de calor de placas han cambiado en gran medida su producción a placas con juntas de fijación mecánica (tipo clip; sin pegamento), los microorganismos tienen ahora la oportunidad de quedarse atrapados debajo de las juntas y allí formar auténticos “nidos”.

En el caso de juntas encoladas, esto no es posible porque los espacios en las cunas de las placas (alojamiento de las juntas) son rellenados con adhesivo.

Estos “nidos” surgen porque los microorganismos, tan pronto como se asientan, comienzan a segregar sustancias poliméricas extracelulares (productos metabólicos).

El resultado es una película bacteriana y, finalmente, un crecimiento macroscópico estable, similar a un gel.

La consecuencia del crecimiento es que los microorganismos quedan protegidos de su “mundo exterior”.

¿Qué hacer si están muy infestado?

Si los sistemas están muy infestados, enjuagar las líneas con agentes de limpieza adecuados ya no contrarresta las capas de organismos que se encuentran a mayor profundidad.

Además, la capa de suciedad permite la convivencia de bacterias oxígeno dependientes (aerobios o aeróbicos) con bacterias no dependientes de oxígeno, llegando dichos organismos a trabajar de forma conjunta.

En la corrosión de metales los dos tipos de bacterias antes descritos trabajan en gran medida conjuntamente: los productos metabólicos de los aeróbicos contienen principalmente oxidantes de hierro, que atacan particularmente la capa de pasivación de los materiales metálicos.

De esta forma abren el camino a las bacterias no dependientes de oxígeno, cuyos productos metabólicos son reductores de sulfato.

Una vez abierto el camino las bacterias, siguen actuando sobre los materiales de las placas causando diversos tipos de corrosión.

Se puede observar que los tipos de daños por corrosión causados no son nuevos, sino más bien una combinación de distintos tipos de corrosión.

Puede ocurrir corrosión superficial, corrosión por picaduras, etc.

Por otro lado, estos organismos pueden provocar, por su mera presencia pérdidas funcionales en las instalaciones industriales: disminución de la transferencia de calor, reducción de velocidades de agua o incluso un taponamiento y sedimentos bajo los que se produzcan fenómenos de corrosión.

Reducción de infestación por microorganismos

Debido al aumento de sustancias orgánicas en las aguas subterráneas y fluviales (por ejemplo, a través de procesos de limpieza microbiológica en plantas de tratamiento de aguas residuales), los operadores de plantas industriales, no pueden depender de la disminución de las poblaciones de microorganismos.

Deben utilizarse otros métodos para reducir el desgaste de las partes de las plantas industriales, que representa importantes pérdidas económicas anuales.

¿Qué métodos son los adecuados?

Para ello son adecuados los siguientes métodos: añadir al agua un biocida adecuado, que mate los microorganismos, pero que no tenga un efecto corrosivo sobre los materiales de las instalaciones (metales y elastómeros) ni contamine las aguas, o bien aumentar la temperatura para destruir los hábitats de las bacterias.

La variante más eficaz pero también la más cara es el cambio de material.

Esto se puede lograr a través de una superficie de material más noble / de mayor calidad, como p.ej. el titanio o aceros inoxidable de mayor calidad (1.4547 o 1.4539), aunque no por ello el éxito está garantizado.

El titanio no es destruido por los productos metabólicos de los organismos, pero éstos pueden adherirse más fácilmente a dichas superficies.

Esto facilita el crecimiento de hongos, líquenes y bacterias, razón por la cual los sistemas hechos de titanio a menudo requieren de una limpieza mecánica para evitar obstrucciones.

Placa liberada de su capa de suciedad
Placa liberada de su capa de suciedad

 

El uso de cromo como capa de pasivación también protege contra problemas técnicos, ya que está casi libre de oxidación.

Lo mismo ocurre con el molibdeno, que se utilizó por primera vez a finales del siglo 19.

Su resistencia es comparable a la del cromo y mejora la resistencia a la corrosión por picadura.

Las tuberías, otros circuitos de refrigeración, las torres de refrigeración, los tanques de agua y aceite y los sistemas marinos para la extracción de petróleo y gas también se ven afectados por el proceso de corrosión.

La conversión de intercambiadores de calor a materiales más nobles suele ser demasiado cara.

Además, las fábricas que introducen grandes cantidades de agua de río en sus circuitos de refrigeración abiertos no pueden “inocularlas” con productos químicos que matan las bacterias, ya que esto supondría por un lado un enorme coste económico y por el otro un problema medio ambiental.

¿Qué te ofrece Laygo®Gaskets ?

En LAYGO Gaskets estamos especializada en el mantenimiento de intercambiadores de calor de placas y consideramos apropiado en estos casos acortar los intervalos entre mantenimientos / reacondicionamientos de las placas, así como a la sustitución prematura de las juntas de caucho y contemplar el encolado de dichas juntas (aunque sean tipo clip) mediante adhesivos especiales que eviten la posible “colonización” de las cunas de las placas por microorganismos.

Por ello el Servicio Técnico de Mantenimiento de Laygo®Gaskets recomienda y ofrece el mantenimiento preventivo de paquetes completos de placas.

Con un mantenimiento preventivo también se corrige la pérdida de rendimiento de los equipos por deposiciones-ensuciamiento (fouling) y las mermas energéticas que ello acarrea.

Los mantenimientos preventivos correctamente programados y realizados por expertos reducen el riesgo de paradas inesperadas de producción y representan un importante ahorro energético.

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