Manual de mantenimiento del sistema de agua de refrigeración: dosificación de biocidas, análisis de cupones de corrosión y optimización de purgas

1. Alcance y finalidad

Este manual cubre procedimientos de mantenimiento críticos para sistemas de agua de refrigeración de circulación abierta utilizados en entornos industriales, incluidas las industrias automotriz, química, alimentaria y energética. El objetivo es prevenir la bioincrustación, minimizar la corrosión y optimizar la eficiencia en el uso del agua mediante el control de la purga. La correcta aplicación de estos procedimientos es obligatoria para garantizar el funcionamiento confiable del equipo, prolongar su vida útil y mantener la eficiencia del intercambio de calor. El mantenimiento debe realizarse periódicamente según lo programado, así como cuando se detecten desviaciones en los parámetros del agua.

2. Precauciones

PRECAUCIÓN: Trabajar con productos químicos y sistemas bajo presión requiere un estricto cumplimiento de las normas de seguridad. De lo contrario, podrían producirse lesiones personales graves o daños al equipo.

PROTECCIÓN PERSONAL: Asegúrese de usar gafas de seguridad, guantes resistentes a productos químicos (p. ej., nitrilo o neopreno), ropa protectora y, si es necesario, protección respiratoria de acuerdo con las Hojas de datos de seguridad de materiales (MSDS) para todos los reactivos.

BLOQUEO/ETIQUETADO: Antes de trabajar en bombas, válvulas o componentes eléctricos del sistema de agua de refrigeración, asegúrese de que las fuentes de energía estén aisladas y bloqueadas/etiquetadas de acuerdo con los procedimientos de seguridad de la empresa (DSTU EN 1037:2004).

SEGURIDAD QUÍMICA: Siempre agregue productos químicos lenta y cuidadosamente para evitar salpicaduras. Tenga a mano duchas de emergencia y estaciones de lavado de ojos. Almacene los productos químicos según las recomendaciones del fabricante, lejos de materiales incompatibles.

3. Herramientas y materiales necesarios

4. Lista de verificación antes de iniciar el mantenimiento

5. Procedimiento paso a paso

5.1. Dosificación de biocidas

1. Preparación y cálculo de dosis:
   • Determinar el volumen total del sistema de agua de refrigeración (torre de refrigeración, tuberías, intercambiadores de calor). Esta información suele estar disponible en la documentación técnica del sistema.
   • Calcule la cantidad requerida de biocida para la dosificación de choque de acuerdo con las recomendaciones del fabricante y el estado actual del sistema (basado en análisis microbiológicos). Para biocidas inorgánicos, puede ser de 50 a 200 ppm, para biocidas oxidativos, de 1 a 5 ppm de cloro libre. Error: subestimar el tamaño del sistema conducirá a una eficiencia insuficiente.
2. Calibración de la bomba dosificadora:
   • SEGURIDAD: Asegúrese de que la bomba dosificadora esté desenergizada y aislada si es necesario desconectarla para realizar la calibración. Utilice EPP.
   • Cierre el suministro de biocida al sistema.
   • Conecte una probeta graduada calibrada (p. ej., 1000 ml) a la línea de salida de la bomba.
   • Encienda la bomba y mida el volumen de biocida dispensado en 1 minuto. Por ejemplo, si es necesario dosificar 5 l/h, en 1 minuto el volumen debería ser de aproximadamente 83 ml.
   • Ajuste la configuración de la bomba (frecuencia de pulso, longitud de carrera) hasta lograr el rendimiento deseado.
   • Error: el uso de una bomba no calibrada provocará una sobredosis o una subdosis.
3. Inyección de biocida:
   • Proporcione inyección de biocida en un punto del sistema con agitación efectiva (por ejemplo, sumidero de la torre de enfriamiento o succión de la bomba de circulación).
   • Para dosificación de choque: agregue la cantidad calculada de biocida durante un período corto (por ejemplo, 15 a 30 minutos) según un cronograma (por ejemplo, una o dos veces por semana).
   • Para dosificación continua (si corresponde): Configure la bomba a una tasa de dosificación baja constante.
   • Indicador visual: disolución uniforme del biocida en agua.
4. Monitoreo de la eficacia:
   • Después de 12-24 horas después de la dosificación, tomar una muestra de agua y realizar un análisis microbiológico utilizando tiras reactivas (portaobjetos de inmersión).
   • Un resultado aceptable: una reducción significativa del número de colonias (menos de 10⁴ UFC/ml).
   • Error: la falta de seguimiento posterior a la dosificación no permite evaluar la eficacia.

5.2. Análisis de cupones de corrosión.

1. Instalación de cupones de corrosión:
   • SEGURIDAD: Utilice EPP. Asegúrese de que el sistema de agua de refrigeración esté funcionando normalmente.
   • Elija un lugar representativo para instalar el portacupones donde la velocidad del flujo de agua sea de 0,5 a 1,5 m/s. Por lo general, se trata de un flujo lateral (bypass) o una sección de la tubería después de la bomba.
   • Coloque con cuidado las muestras de corrosión previamente pesadas, limpias e identificadas en el soporte. Fíjelos de manera que no se toquen entre sí ni con las paredes del soporte.
   • Registre la fecha de instalación, los números de identificación del cupón y el peso inicial (al 0,0001 g más cercano).
   • Error: extraviar los cupones o dañarlos durante la instalación distorsionará los resultados.
2. Exposición:
   • Deje los cupones en el sistema durante el período de exposición estándar recomendado por el fabricante o según los procedimientos internos (generalmente 30, 60 o 90 días).
3. Extracción y limpieza de cupones:
   • Al final del período de exposición, nuevamente SEGURIDAD: aísle el área del cupón, alivie la presión y drene el agua. Utilice EPP.
   • Retire con cuidado los cupones del soporte, evitando daños mecánicos.
   • Limpiar los cupones de depósitos y productos de corrosión de acuerdo con ASTM G1 (por ejemplo, con una solución química para eliminar los productos de corrosión sin afectar el metal base).
   • Después de la limpieza, enjuague bien los cupones con agua destilada, séquelos y colóquelos en un desecador.
   • Error: una limpieza mecánica agresiva o una eliminación incompleta de los productos de corrosión darán lugar a resultados falsos.
4. Repesaje y cálculo:
   • Vuelva a pesar cada cupón al 0,0001 g más cercano.
   • Calcule la pérdida de masa para cada cupón.
   • Usando la fórmula, calcule la velocidad de corrosión en MPY (mils por año) o mm/año:
   • Tasa de corrosión (MPY) = (Masa inicial - Masa final) × 22300 / (Área × Densidad × Tiempo)
   • Donde: Área: área de superficie del cupón (pulgadas²), Densidad: densidad del metal del cupón (g/cm³), Tiempo: tiempo de exposición (días).
   • Valores aceptables: para acero dulce, la velocidad de corrosión debe ser inferior a 3 MPY (0,076 mm/año); para aleaciones de cobre: ​​menos de 0,5 MPY (0,013 mm/año).
   • Documente todos los resultados. Error: errores aritméticos o uso de unidades de medida incorrectas.

5.3. Optimización de purga

1. Monitoreo de los parámetros del agua:
   • Mida periódicamente la conductividad (μS/cm), el total de sólidos disueltos (TDS, ppm), el pH y la temperatura (°C) del agua de refrigeración y del agua de reposición.
   • Registre estos valores.
2. Cálculo de ciclos de concentración (CC):
   • Ciclos de concentración (CC) = Conductividad_{agua de refrigeración} / Conductividad_{agua de alimentación}.
   • Los CC objetivo dependen de la calidad del agua de alimentación y del tipo de inhibidores utilizados (normalmente 3-6 para sistemas abiertos).
   • Error: ignorar la calidad del agua de alimentación al calcular el CC.
3. Configuración de purga automática:
   • Si el sistema está equipado con un controlador de purga automática, establezca el límite de conductividad superior deseado (por ejemplo, 2000-3000 µS/cm para un sistema CC=5 con agua de alimentación de 400 µS/cm).
   • Verificar el funcionamiento de la electroválvula de purga y del sensor de conductividad.
   • Indicador visual: la válvula de purga se abre cuando la conductividad alcanza el valor establecido y se cierra cuando baja.
4. Purga manual (en ausencia de automatización):
   • SEGURIDAD: Siempre controle el nivel de agua en la torre de enfriamiento durante la purga manual para evitar que se sequen las bombas.
   • Calcule el volumen de purga requerido para mantener el CC. Por ejemplo, si CC = 4, entonces se debe purgar el 25% del volumen de evaporación.
   • Abra la válvula de purga manual durante el tiempo establecido o hasta alcanzar el nivel de conductividad deseado.
   • Una vez completada la purga, cierre la válvula y verifique los parámetros del agua.
   • Error: una purga excesiva provoca un consumo excesivo de agua y productos químicos; insuficiente - a la acumulación de sales y corrosión.
5. Revisar y ajustar:
   • Durante varios días después de configurar la purga, controle la conductividad del sistema y el flujo de agua de alimentación.
   • Si es necesario, ajuste la configuración de purga para mantener CC estables y minimizar el desperdicio de agua.

6. Lista de verificación de verificación posterior al servicio

7. Guía de solución de problemas

8. Programa de mantenimiento recomendado

9. Directorio de repuestos

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10. Enlaces

• DSTU EN 1037:2004 Seguridad de las máquinas. Prevención de arranque inesperado.
• ISO 10002:2018 Gestión de la calidad. Satisfacción del consumidor. Pautas para trabajar con quejas en las organizaciones.
• ASTM G1-03(2017) Práctica estándar para preparar, limpiar y evaluar muestras de prueba de corrosión.
• EN 806-2:2005 Condiciones técnicas para sistemas de abastecimiento de agua potable para edificios. Parte 2: Diseño.
• Recomendaciones del fabricante del sistema de agua de refrigeración (documentación OEM).
• Fichas de datos de seguridad de reactivos químicos (MSDS/SDS).