Circuitos de agua de refrigeración: tratamiento seguro y eficaz del agua

Las legionelas son bacterias en forma de bastoncillos que pueden multiplicarse rápidamente en agua caliente (25-45 °C). En los sistemas de refrigeración por evaporación, las torres de refrigeración y los separadores húmedos se producen aerosoles, a través de los cuales la legionela puede entrar en el aire ambiente y provocar graves enfermedades pulmonares (legionelosis). Son, por tanto, uno de los riesgos higiénicos más críticos en el funcionamiento de los circuitos de agua de refrigeración.

En Alemania y Europa se aplican requisitos estrictos:

• 42 BImSchV: Los operadores están obligados a supervisar periódicamente los sistemas de refrigeración, realizar pruebas microbiológicas y documentar todos los resultados.

• VDI 2047 Hoja 2: exige el funcionamiento higiénico de los sistemas de refrigeración evaporativa, incluyendo especificaciones claras sobre muestreo, intervalos de medición, planes de acción y requisitos de documentación.

Nuestros aditivos y conceptos de proceso OEM garantizan el control de la legionela a varios niveles:

• Biocidas y combinaciones de biocidas para la reducción selectiva de las poblaciones de legionela y otros microorganismos.

• Ajustes personalizados de dosificación y control para garantizar que el efecto se mantiene constante y se cumple.

• Muestreo y verificación periódicos de acuerdo con los requisitos legales para que los operadores estén legalmente protegidos.

• Informes para las autoridades y organismos de inspección como prueba completa de un funcionamiento higiénicamente seguro.

Conclusión: Con nuestros productos y conceptos de supervisión se minimiza eficazmente el riesgo de brotes de legionela, se cumplen de forma fiable los requisitos de las autoridades y se garantiza un funcionamiento higiénicamente perfecto.

El funcionamiento conforme a la ley de los circuitos de agua de refrigeración exige el cumplimiento de varias normas técnicas y requisitos legales. Estos son especialmente relevantes:

• VDI 2047 Hoja 2: Funcionamiento higiénico de los sistemas de refrigeración evaporativa para evitar los riesgos de legionela.

• 42 BImSchV: Obligación de controlar, documentar e informar periódicamente cuando se superen los valores límite.

• DIN EN 16798 / VDI 3803: Requisitos para sistemas de ventilación y aire acondicionado con circuitos portadores de agua.

• Hojas de trabajo AGFW: Especificaciones para refrigeración urbana y aplicaciones especiales.

Para cumplir estas normas, los parámetros de funcionamiento deben mantenerse química y biológicamente estables. Aquí es donde entran en juego los aditivos de proceso:

• Los inhibidores de la corrosión forman capas protectoras en las superficies metálicas y evitan la pérdida de material.

• Los estabilizadores de dureza y los antiincrustantes aglutinan los formadores de dureza y evitan los depósitos.

• Los biocidas reducen los gérmenes y las biopelículas y garantizan la seguridad higiénica.

• La regulación del pH y el antiespumante garantizan unas condiciones de proceso estables y un funcionamiento sin problemas.

Además, la combinación de conceptos de dosificación, estrategias de control y muestreo periódico es crucial. Esta es la única forma de demostrar que el circuito de agua de refrigeración funciona conforme a la ley y, al mismo tiempo, de forma eficiente desde el punto de vista energético y de los recursos.

Resultado: Nuestros aditivos de proceso permiten a los operadores cumplir sin problemas los requisitos técnicos y legales, aumentar la seguridad del sistema y mejorar de forma sostenible la eficiencia energética en las operaciones de refrigeración.

La conductividad del agua de refrigeración es uno de los parámetros más importantes para controlar la química del agua. Indica la concentración total de sales disueltas y aumenta continuamente con la evaporación en la torre de refrigeración. Si la conductividad es demasiado alta, se produce una sobresaturación crítica que hace que los formadores de dureza (por ejemplo, sales de calcio o magnesio) precipiten y formen depósitos en las superficies de los intercambiadores de calor. Estos depósitos perjudican la transferencia de calor, aumentan el consumo de energía y pueden causar daños duraderos en el sistema debido a las incrustaciones.

La conductividad se controla mediante la purga controlada y la reposición regulada. En la práctica, el valor objetivo se ajusta al factor de concentración del agua bruta. Los valores típicos en circuito abierto se sitúan entre 1.500 y 3.000 µS/cm, en función de la dureza del agua, los materiales y el modo de funcionamiento.

El valor del pH influye directamente en la tendencia a la corrosión y a los depósitos.

• Bei zu niedrigen Werten (< 6,5) wird die Metallkorrosion durch Säureeinwirkung stark beschleunigt.

• Si los valores son demasiado altos (> 9,0), aumenta el riesgo de precipitación de carbonato cálcico.

El objetivo es lograr un rango de pH estable entre 7,0 y 8,5 (dependiendo del sistema, los materiales y los aditivos utilizados). Para ello se utilizan estabilizadores de pH, soluciones tampón y una dosificación específica de aditivos.

Conclusión: Sólo controlando y ajustando continuamente la conductividad y el valor de pH se pueden cumplir los requisitos de la VDI 2047 Hoja 2 y de la 42ª BImSchV y garantizar un funcionamiento energéticamente eficiente y de baja corrosión.

Las biopelículas son acumulaciones complejas de microorganismos que se acumulan en una matriz viscosa en las superficies del circuito. Suelen formarse en lugares con flujo deficiente o en intercambiadores de calor con temperaturas ligeramente elevadas. Las biopelículas son problemáticas porque provocan varios efectos negativos al mismo tiempo:

1. Térmica: sólo unas décimas de milímetro de biopelícula pueden reducir el coeficiente de transferencia de calor hasta un 20 %.

2. Hidráulica: las biopelículas constriñen las secciones transversales de las tuberías, aumentan la resistencia al flujo y, por tanto, la necesidad de energía de la bomba.

3. Corrosión: pueden formarse zonas anaeróbicas bajo las biopelículas, lo que provoca corrosión por picaduras.

4. Higiénico: Las biopelículas sirven de reservorio para gérmenes patógenos, especialmente la legionela, que pueden protegerse de los biocidas.

El control de las biopelículas requiere un procedimiento en varias etapas:

• Uso de biocidas oxidantes (por ejemplo, hipoclorito de sodio, dióxido de cloro, compuestos de bromo), que tienen un amplio efecto germicida.

• Combinación con biocidas no oxidantes (por ejemplo, compuestos de amonio cuaternario), que desestabilizan las biopelículas de forma selectiva.

• Dispersantes y biodispersantes que disuelven la matriz extracelular y permiten que los biocidas penetren en la película.

• Estrategias de dosificación regular en funcionamiento alterno para evitar resistencias.

• Supervisión mediante muestreo (por ejemplo, recuento de bacterias heterótrofas, mediciones de ATP) e inspecciones visuales de las superficies de los intercambiadores de calor.

Esto garantiza que no se formen biopelículas o que se mantengan en una zona que cumpla los requisitos de higiene de la norma VDI 2047, hoja 2.

En los sistemas de refrigeración evaporativa, parte del agua de refrigeración se evapora, por lo que sólo se libera agua pura a la atmósfera. Todas las sustancias disueltas (sales, endurecedores, silicatos, sustancias orgánicas) permanecen en el circuito. Esto provoca un aumento de la concentración. Este efecto se describe mediante el factor de concentración, es decir, la relación entre el contenido de sal en el agua recirculada y el contenido de sal en el agua bruta.

Ejemplo: Si el factor de concentración se duplica de 2 a 4, la tendencia a la precipitación del carbonato cálcico aumenta exponencialmente. Esto aumenta el riesgo de formación de depósitos, que no solo dificultan la transferencia de calor, sino que también pueden provocar sobrecalentamientos localizados y daños materiales.

Es necesario controlar estos efectos:

• Estabilizadores de la dureza y antiincrustantes para ligar las sales de calcio y magnesio de modo que no precipiten.

• Inhibidores de la corrosión para garantizar una capa protectora en las superficies metálicas a pesar de las crecientes concentraciones de sal.

• biocidas, ya que la mayor concentración de nutrientes favorece simultáneamente el crecimiento de microorganismos.

• Desalinización periódica para controlar la conductividad y evitar la sobresaturación crítica.

Sólo un equilibrio entre la tasa de evaporación, la desalinización, la dosificación y la supervisión puede garantizar un funcionamiento estable conforme a los requisitos legales (42ª BImSchV, VDI 2047).

La eficiencia energética de los circuitos de agua de refrigeración depende directamente de la limpieza y estabilidad de los componentes portadores de agua. Incluso los fallos más pequeños provocan importantes costes adicionales:

• 1 mm de depósitos calcáreos en las superficies de los intercambiadores de calor puede aumentar el consumo de energía hasta un 10 %.

• Las biopelículas de 0,5 mm de grosor pueden perjudicar la transferencia de calor en un 20 %.

• Los daños por corrosión provocan pérdidas de presión y aumentan el consumo de energía de las bombas.

Un tratamiento optimizado del agua contribuye decisivamente a reducir estos efectos:

• Los estabilizadores de dureza evitan la formación de depósitos calcáreos.

• Los inhibidores de la corrosión garantizan una protección estable de la superficie y evitan la pérdida de presión.

• Los biocidas y dispersantes mantienen las superficies libres de biopelículas y garantizan unas condiciones higiénicas seguras.

• Los estabilizadores de pH y las soluciones tampón garantizan el intervalo de funcionamiento óptimo para obtener la máxima eficacia.

Además, los sistemas de monitorización continua (mediciones en línea de pH, conductividad, potencial redox) en combinación con estrategias de dosificación inteligentes pueden automatizar el funcionamiento y optimizar el consumo de productos químicos.

Conclusión: Con un tratamiento específico del agua, los circuitos de agua de refrigeración no solo pueden funcionar de forma higiénica y conforme a la legislación, sino que también pueden reducirse significativamente los costes de funcionamiento y las emisiones de CO₂, un factor cada vez más importante para las empresas con estrategias de sostenibilidad.

La puesta a punto de una torre de refrigeración requiere un enfoque sistemático en el que se tengan en cuenta todos los aspectos relacionados con la química del agua, el funcionamiento y la higiene. ALMA AQUA acompaña a los operadores paso a paso:

1. Estudio del sistema: En primer lugar, se registra la tecnología del sistema, el modo de funcionamiento y la calidad del agua bruta utilizada. Los parámetros importantes son la conductividad, la dureza, el pH y el contenido de oxígeno.

2. Definición de objetivos: Junto con el operador, se definen puntos focales como la eficiencia energética, la protección contra la corrosión o el control de la legionela.

3. Recomendación de productos: Basándonos en el análisis, seleccionamos los aditivos de proceso adecuados (por ejemplo, estabilizadores de dureza, biocidas, inhibidores de corrosión).

4. Concepto de dosificación y supervisión: definimos puntos de dosificación, cantidades, ciclos y valores límite para la supervisión en línea. De este modo, garantizamos el cumplimiento de las normas VDI 2047, BImSchV 42 y las especificaciones propias de la empresa.

5. Muestreo y validación: Se toman muestras de agua durante el funcionamiento y se analizan para detectar parámetros microbiológicos, corrosivos y relevantes para la incrustación.

6. Ajuste y optimización: los resultados se integran en la gestión operativa para que la torre de refrigeración funcione de forma permanentemente eficiente desde el punto de vista energético, conforme a las normas y segura desde el punto de vista higiénico.

De este modo, no sólo garantizamos la estabilidad técnica, sino también el cumplimiento legal con las autoridades y la eficiencia económica de la torre de refrigeración.

Nuestro trabajo no termina con el ajuste puntual del sistema; apoyamos a los operadores durante todo el ciclo de vida de sus circuitos de agua de refrigeración. Los servicios típicos incluyen

• Muestreo y análisis de laboratorio periódicos para garantizar el cumplimiento de todos los valores límite (químicos y microbiológicos).

• Conceptos de monitorización con control continuo de pH, conductividad, potencial redox y bioindicadores.

• Informes y documentación para presentar a las autoridades de supervisión en el marco de la 42ª BImSchV.

• Adaptación de las estrategias de dosificación a las fluctuaciones estacionales, los cambios de carga y la calidad del agua bruta.

• Asesoramiento técnico en caso de averías o anomalías durante el funcionamiento.

• Formación del personal de explotación para que los sistemas puedan gestionarse y controlarse correctamente in situ.

De este modo, la torre de refrigeración no se ajusta una sola vez, sino que permanece permanentemente estable, energéticamente eficiente e higiénicamente perfecta en funcionamiento.