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Las incrustaciones calcáreas

La incrustación es el depósito de materiales extraños, más o menos adherentes, en diversas partes de la red de agua (tanques, cañerías y accesorios, calderas, termotanques, calefones, etc.).

El agua suele tener partículas sólidas disueltas, que muchas veces poseen una carga eléctrica. En esos casos, las partículas llevan el nombre de iones, los cuales pueden ser de carga positiva (+, cationes) o negativa (-, aniones).

Los cationes más comunes son los de calcio (Ca2+) y magnesio (Mg2+). Provienen, generalmente, de la erosión y desintegración de rocas calcáreas y sedimentos varios presentes en el medio ambiente, principalmente en aguas subterráneas.

Y los aniones de mayor presencia son los bicarbonatos (HCO3) y los carbonatos (CO3), originados a partir del dióxido de carbono (CO2) disuelto en el agua.

La presencia de estos dos tipos de iones genera, entre otros fenómenos químicos, la cristalización (origen de las incrustaciones calcáreas) y la oxidación (origen de la corrosión galvánica). En este caso, nos ocuparemos del primero de los fenómenos.

Los iones de signo opuesto se unen entre sí (debido a fuerzas electrostáticas naturales) mediante enlaces iónicos siguiendo un esquema regular y ordenado que se manifiesta bajo la forma de un cristal, siendo éstos los responsables del aspecto sólido y consistente de las sales. El enlace iónico se funda en la fuerza de atracción electrostática entre los iones de cargas netas opuestas (aniones y cationes).

La cristalización ocurre bajo condiciones muy comunes en muchos campos de aplicación:

1. Sobresaturación de iones sólidos en solución (mayor cantidad de lo que la solución admite en estado de equilibrio)

2. Nucleación inicial de cristales debido a la combinación de iones de la solución con iones no pertenecientes a la fase líquida, (i.e. superficies metálicas en contacto con la fase líquida)

3. Crecimiento de cristales por propio enlace iónico con otras sales precipitadas.

4. Otros factores como incrementos bruscos de temperatura, turbulencia en el sistema, naturaleza y estado de la superficie (presencia de rugosidades) en contacto con la solución y presencia de otras impurezas.

En las instalaciones de calefacción encontramos las condiciones 2 y 4. Es decir, los iones toman contacto con superficies metálicas, hay incrementos de temperatura y regímenes turbulentos de circulación.

Y, si bien no encontraremos sobresaturación de iones (condición 1), cabe destacar el importante valor de la dureza del agua en nuestra zona de influencia.

Consecuencias de la incrustación calcárea

La formación de incrustaciones calcáreas tiene como consecuencias:

  1. Disminución de la sección de pasaje del fluido. Lo que provoca una pérdida de caudal.
  2. Irreversibilidad. Una pared incrustada se vuelve rugosa, condición favorable para la continuidad del fenómeno.
  3. Pérdida de eficiencia en la transmisión de calor. En el caso de sistemas de transferencia de calor, la incrustación aísla las superficies disminuyendo la eficiencia.

En caso de una superficie en contacto directo con el fuego (serpentín de calderas de generación directa), el calor que no puede transmitirse al fluido es absorbido por el metal de la superficie, la que aumenta su temperatura a valores que provocan su completo deterioro.

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