Descamación (La incrustación es la formación de depósitos sólidos y cristalinos en las superficies en contacto con el agua. Estos depósitos están causados por la sobresaturación de ciertas sales disueltas en el agua, que precipitan en condiciones termodinámicas específicas. La formación de incrustaciones es un problema común en sistemas industriales como intercambiadores de calor, tuberías, torres de refrigeración, calderas y sistemas de membranas, y puede afectar significativamente a la eficacia y la vida útil de estos sistemas.

Causas de la descamación

La principal causa de la formación de incrustaciones es la sobresaturación de sales en el agua, que conduce a su cristalización. Los siguientes factores contribuyen a la formación de incrustaciones:

Composición química del agua

• Endurecedor:
  • Los iones de calcio y magnesio son los principales causantes de la descamación.
  • Ejemplos: Carbonato cálcico (CaCO₃), sulfato cálcico (CaSO₄).
• Otras sustancias que provocan incrustaciones:
  • Silicatos: formación de depósitos de sílice (SiO₂).
  • Compuestos de bario y estroncio: Sulfato de bario (BaSO₄) y sulfato de estroncio (SrSO₄).

Temperatura

• La solubilidad de muchas sales (por ejemplo, el carbonato cálcico) disminuye al aumentar la temperatura. Esto conduce a la precipitación de sales en procesos intensivos en calor, como en calderas o intercambiadores de calor.

Valor pH

• Un aumento del valor pH incrementa la formación de carbonato cálcico, ya que hay más iones carbonato disponibles.

Presión

• En los sistemas de alta presión, como los de ósmosis inversa, el aumento de la concentración de sales puede provocar sobresaturación y, por tanto, incrustaciones por efecto de la presión.

Evaporación

• En las torres de refrigeración y los circuitos cerrados, la evaporación aumenta el contenido de sal en el agua, lo que favorece la sobresaturación.

Efectos de la escala

El escalado tiene graves repercusiones en el funcionamiento y la eficacia de los sistemas:

Transferencia de calor

• Los depósitos en intercambiadores de calor y calderas actúan como aislantes, lo que perjudica la transferencia de calor y aumenta el consumo de energía.

Hidráulica

• Las incrustaciones reducen la sección transversal de las tuberías y conductos, lo que aumenta la pérdida de presión y reduce la capacidad de flujo.

Daños en los sistemas

• Los depósitos duros pueden favorecer la corrosión al crear células de concentración localizadas.
• Las incrustaciones pueden obstruir y dañar irreversiblemente las membranas de los sistemas de ósmosis inversa.

Esfuerzo y costes de mantenimiento

• La limpieza y descalcificación periódicas provocan un aumento de los costes de funcionamiento y prolongan los tiempos de inactividad.

Detección y control de la descamación

1. Inspección visual:

   • Detección de depósitos en tuberías o intercambiadores de calor mediante inspección visual.

2. Análisis de la química del agua:

   • Determinación de la dureza (concentración de calcio y magnesio) y de otros iones relevantes para la incrustación (por ejemplo, sulfatos, silicatos).
   • Medición del valor pH y de la alcalinidad.

3. Índices para la evaluación de escalas:

   • Índice de saturación de Langelier (LSI):
     • Indica si el agua tiende a formar incrustaciones.
     • Los valores positivos indican una tendencia a escalar.
   • Índice de estabilidad Ryznar (RSI):
     • Evalúa la estabilidad del carbonato cálcico en el agua.

4. Control en línea:

   • Utilización de conductivímetros, turbidímetros o sensores de iones para el control en tiempo real.

Prevención y control de la descamación

1. tratamiento del agua

Suavizante

Una de las medidas más básicas para evitar la formación de incrustaciones es la eliminación de los formadores de dureza (iones de calcio y magnesio) del agua.

• Proceso de intercambio iónico:

  • Los formadores de dureza se eliminan mediante resinas de intercambio iónico y se cambian por iones de sodio.
  • Ventaja: Reducción eficaz de los iones de calcio y magnesio que provocan la descamación.
  • Ámbito de aplicación: sistemas de agua de refrigeración, sistemas de calderas y circuitos de agua de proceso.

• Proceso sódico-cálcico:

  • Adición de leche de cal (Ca(OH)₂) y bicarbonato sódico (NaHCO₃) para precipitar los carbonatos de calcio y magnesio.
  • Ventaja: Especialmente adecuado para grandes volúmenes de agua, como los que se encuentran en el tratamiento de aguas fluviales.

Proceso de membrana

Los procesos de membrana, como la nanofiltración (NF ) y la ósmosis inversa (OI), son tecnologías muy eficaces para eliminar las sales que provocan incrustaciones.

• • Nanofiltración (NF):

    • Eliminación de iones divalentes como el calcio y el magnesio, que son los principales causantes de las incrustaciones.
    • Aplicación típica: Pretratamiento de agua de proceso para circuitos de refrigeración o calderas.

  • Ósmosis inversa (OI):

    • Elimina casi todas las sales disueltas, incluidos los compuestos poco solubles como el sulfato de calcio (CaSO₄).
    • Reto: Las membranas son particularmente susceptibles a la formación de incrustaciones y requieren el uso de antiincrustantes como ALMA AQUA Mem.