Tratamiento de torres de enfriamiento: cambios y desafíos

Tratamiento de torres de enfriamiento: cambios y desafíos

Por Brad Buecker, publicista técnico sénior

El principal mecanismo de defensa contra el ensuciamiento microbiológico en sistemas de enfriamiento es un biocida oxidante, y el cloro es el biocida más comúnmente empleado en el tratamiento de agua. Producido como elemento por Carl Wilhelm Scheele en 1774 y confirmado como elemento por Humphrey Davy en 1810, el cloro ha tenido un impacto enorme en la salud mundial desde que se introdujo como agente esterilizador de agua potable a principios del siglo XX, y en muchas otras aplicaciones antes de esto. Durante gran parte del siglo XX, el cloro gaseoso fue la principal opción como biocida oxidante para agua de enfriamiento industrial, por su bajo costo y alta eficacia. Sin embargo, los problemas de seguridad y los cambios en la química de inhibidores de incrustaciones y corrosión para agua de enfriamiento han exigido un cambio en la química biocida. 

Al mezclar cloro con agua, ocurre la siguiente reacción: 

Cl2 + H2O → HOCl + HCl

El ácido hipocloroso (HOCl) es el agente responsable de aniquilar los microbios. Sin embargo, cuando aumenta el pH del agua, en particular por encima de aproximadamente 7,5, ocurre la siguiente reacción de disociación: 

HOCl  → H+ + OCl

El ion hipoclorito (OCl) es mucho menos efectivo que el ácido hipocloroso como agente biocida. 

Esto no representaba un problema a mediados del siglo pasado, cuando la química común del tratamiento de torres de enfriamiento consistía en alimentar ácido sulfúrico para controlar incrustaciones y dicromato de sodio para controlar la corrosión. Estos programas eran muy sencillos de controlar, con un pH que típicamente se mantenía entre 6,0 y 6,5. Sin embargo, los problemas relacionados con la toxicidad del cromo hexavalente, que surgieron en las décadas de 1970 y 1980, llevaron al abandono de este método de tratamiento para todos los sistemas abiertos, y la mayoría de los sistemas cerrados, de aguas de enfriamiento. En la mayoría de los casos, los programas de reemplazo se basaron en una química central de fosfatos inorgánicos y orgánicos (fosfonatos), que por lo general funcionan en un intervalo de pH de aproximadamente 8,0 a 8,5, donde el cloro y la lejía de grado industrial se volvieron mucho menos efectivos en estas aguas más alcalinas.  

Con lo que llegamos a la actualidad, donde los programas de fosfato y fosfonato para inhibición de incrustaciones y corrosión se están eliminando de modo gradual por las inquietudes ecológicas relacionadas con la descarga de fósforo, como puede evidenciarse en los numerosos brotes de algas tóxicas en los Estados Unidos. Además, hoy en día están disponibles métodos mucho más efectivos, sin fosfato, para controlar las incrustaciones y la corrosión, como la tecnología FlexPro® de ChemTreat. Sin embargo, estos programas aún operan con un pH básico moderado, lo cual inhibe la eficacia del cloro y la lejía.  

Durante muchos años, un reemplazo común ha sido el bromo activado por lejía, que produce el análogo ácido hipobromoso (HOBr). El HOBr se disocia en un pH mucho más alto que el HOCl y puede ser más efectivo en aguas más alcalinas. También se han desarrollado compuestos como la monocloramina (NH2Cl) (como el exclusivo CL4515 de ChemTreat) y la monobromamina (NH2Br). Aunque son más débiles que el HOCl o HOBr, son mejores para penetrar el limo producido por las colonias microbiológicas y matar los organismos subyacentes.  

ChemTreat también ha desarrollado una nueva química de halógeno estabilizado que ofrece mejores propiedades de contacto del biocida con una mayor eficiencia de aniquilación. (Se presentó un artículo sobre esta química, de una empresa de servicios públicos del Medio Oeste, en el reciente 39.o Taller Anual de Química de Servicios Públicos Eléctricos). Estos programas también pueden complementarse con biocidas no oxidantes que ayudan a ofrecer un doble golpe al ensuciamiento microbiológico en sistemas de enfriamiento.   

Comuníquese con ChemTreat para obtener ayuda en el diseño de un programa de tratamiento personalizado para su aplicación. Al igual que con otras tecnologías, se requiere un análisis detallado para determinar la viabilidad de utilización de los métodos. Siempre consulte los manuales y las guías de su equipo.