Los humanos necesitamos agua. Preferiblemente agua potable cuidadosamente tratada y procedente de tuberías intactas. En este país, estamos acostumbrados a poder beber agua del grifo sin dudarlo. Damos por sentado que se eliminan todos los contaminantes durante el tratamiento del agua y que la calidad del agua potable es la adecuada. Pero esto no es así en todas partes. Con la transposición de la Directiva sobre agua potable de la UE a la legislación nacional, aumentaron los requisitos de calidad del agua. Hay que respetar valores límite para sustancias indeseables como los metales pesados y evitar la corrosión.
El Agua Blanda y Demineralizada: Un Riesgo Corrosivo
Dime qué agua recibes y te diré qué problemas tienen tus instalaciones y entre ellos el más común corrosión los circuitos. Son características que, al margen de su salubridad, inciden directamente en la vida útil de las instalaciones y, por lo tanto, en el bolsillo del usuario. Las aguas blandas son generalmente las más agresivas porque carecen de la capacidad de formar capas protectoras. Su efecto en la infraestructura es directo generando la incorporación de manganeso y/o hierro al agua.
Dependiendo de la zona, el agua bruta puede ser muy blanda y, por tanto, corrosiva. Además, aumenta la cantidad de agua potable que se desaliniza por ósmosis inversa o destilación. A su vez, esta agua tiene una baja capacidad tampón y también es corrosiva sin tratamiento adicional. Por ejemplo, un agua de dureza media-baja (de 10 ºfH) con un pH inferior a 6,9 y una concentración mayor a 200mg/litro de cloruros atacará al hierro y su agresividad aumentará según se incremente la temperatura.
El Papel Clave del Dióxido de Carbono en la Prevención de la Corrosión
CO2: un gas que simplifica considerablemente el suministro de agua. Para evitar la corrosión en aguas con estas características, se requieren tecnologías eficaces, como el tratamiento del agua potable con dióxido de carbono.
Mineralización y Ajuste del pH con CO2
La mineralización es el campo de aplicación clásico del dióxido de carbono. Cuando el dióxido de carbono se disuelve en agua, se establece un equilibrio entre el CO2 disuelto físicamente y los productos ácido carbónico, carbonato de hidrógeno y carbonato. Todas estas formas de ácido carbónico son componentes naturales del agua potable, por lo que su calidad no varía. En el método más económico de mineralización, la lechada de cal o agua de cal se disuelve en equilibrio con una cantidad correspondiente de dióxido de carbono.
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El ácido carbónico es un agente neutralizante con una curva de neutralización muy plana. Esto significa que el valor del pH puede ajustarse con precisión incluso con parámetros fluctuantes del agua bruta. El dióxido de carbono simplifica el control del valor de pH en el agua. El gas permite la dosificación continua de pequeñas cantidades adaptadas a la necesidad del momento de forma más eficaz que con los líquidos. Esto también contribuye a que el valor del pH pueda ajustarse con precisión a las necesidades. Las variaciones del pH del agua se producen por el aumento o la disminución del dióxido de carbono o CO2 disuelto en el agua.
Prevención de Incrustaciones y Corrosión por Desequilibrio
No sólo la corrosión, sino también las incrustaciones pueden evitarse si el valor de pH del agua está en equilibrio con el grado de dureza. Las incrustaciones son depósitos sólidos, por ejemplo en las tuberías, que suelen estar formados por carbonato de calcio y magnesio. El dióxido de carbono también puede ayudar a combatir a este huésped no invitado en la tubería. La formación de incrustaciones comienza con el endurecimiento del agua potable: el agua demasiado blanda es corrosiva, por lo que se añade sosa cáustica y cal a la entrada de los llamados reactores de lecho fluidizado. Sin embargo, a la salida del reactor, la dureza del agua y el valor del pH ya no suelen estar equilibrados. Esto provoca el endurecimiento posterior del agua y la consiguiente formación de incrustaciones en tuberías y válvulas. Con un sistema especial de dosificación e inyección de CO2, este gas se disuelve en el agua poco antes o a la salida del reactor de lecho fluidizado y se convierte así en ácido carbónico. Con esta tecnología se puede evitar específicamente la formación de incrustaciones.
Para conocer la calidad de un agua tenemos que tener en cuenta dos parámetros fundamentales: su dureza y su pH. La dureza del agua, uno de los parámetros clave para determinar su calidad, viene determinada por la cantidad de sales de magnesio y de calcio que tiene disueltas. Se mide en grados franceses (ºfH), un sistema en el que cada grado indica la presencia de 10 mg de carbonato cálcico por cada litro de agua. El pH o potencial de hidrógeno es el segundo parámetro que nos permitirá valorar la calidad del agua. Las aguas más duras suelen ser más alcalinas que las aguas blandas. El calcio tiende a precipitar carbonatos e hidróxidos de baja solubilidad en las áreas catódicas donde se produce una alcalinización del electrolito, esta precipitación dificulta el proceso de reducción de oxígeno catódico y, por lo tanto, el proceso de corrosión general.
Ventajas del Dióxido de Carbono en el Tratamiento del Agua
Desde el punto de vista del proceso, el dióxido de carbono (CO2) es un ácido débil. Las ventajas que presenta esta solución también son económicas. La implantación de una inyección de CO2 es sencilla. Requiere equipos simples y sólidos, con una inversión muy moderada. El conjunto de la instalación de neutralización ya no está sometido a los problemas de corrosión, a menudo presentes en el uso de ácidos fuertes. Al mismo tiempo, los costes de inversión son menores que con otras tecnologías. Por otro lado, una neutralización con dióxido de carbono evita el aporte de sales de los ácidos fuertes en las etapas de tratamiento aguas abajo y al medio natural. Solo se aporta bicarbonato (HCO3-) aguas abajo de la neutralización.
Por último, pero no por ello menos importante, el dióxido de carbono requiere un esfuerzo considerablemente menor para su almacenamiento y dosificación que los ácidos minerales agresivos. La manipulación del gas es igualmente sencilla y segura para todos los trabajadores, y se pueden ahorrar costes de almacenamiento e incluso de transporte: El dióxido de carbono no es inflamable y se considera no tóxico. El hecho de que, por tanto, no sea una sustancia peligrosa según la definición de la normativa pertinente facilita y abarata su manipulación. Si además se quiere ahorrar espacio y dinero durante el almacenamiento, se puede utilizar la opción de licuar el gas a presión. En este estado, tiene una densidad similar a la del agua y despliega su mejor capacidad en el tratamiento del agua. El CO2 también se utiliza en las torres de refrigeración y en las redes de agua caliente. Las industrias eligen utilizar CO2 en lugar de los ácidos fuertes en sus instalaciones por motivos de seguridad, de ausencia de corrosión y económicos.
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