La corrosión en sistemas de tuberías de instalaciones hidráulicas es un fenómeno destructivo que puede ocurrir cuando el material de las tuberías reacciona con su entorno, causando pérdida de metal y deterioro de las tuberías con el tiempo.
La corrosión puede ser causada por varios factores, incluyendo la composición química del agua, el tipo de material de las tuberías, la temperatura y la presión del agua, así como la existencia de agentes corrosivos en el entorno.
Aunque las tuberías termoplásticas toleran mejor los efectos de estas reacciones porque la afectación se da principalmente en materiales metálicos, existen varios tipos de corrosión que pueden tener efectos en las tuberías hidráulicas:
- Corrosión electroquímica: Ocurre cuando hay diferencias en el potencial eléctrico entre diferentes áreas de la tubería, creando corrientes eléctricas que pueden causar la degradación del metal.
- Corrosión por erosión: Tiene lugar cuando las partículas en el agua desgastan la superficie de los tubos y acelerando el proceso.
- Corrosión galvánica: Ocurre cuando dos metales diferentes están en contacto en un entorno conductor, como el agua, y se produce una corriente eléctrica que causa la corrosión del metal menos resistente.
- Corrosión microbiológica: Algunos microorganismos presentes en el agua pueden producir ácidos que corroen las tuberías y causan daños significativos a lo largo del tiempo.
Los efectos de la corrosión en las tuberías hidráulicas pueden ser graves e incluyen la obstrucción de las tuberías, la pérdida de presión y el deterioro estructural que puede llevar a fugas y rupturas. Ante esto, es importante tomar medidas para mitigar las consecuencias de determinados factores que pueden aumentar el potencial corrosivo del líquido.
Factores que aumentan el potencial corrosivo del agua
Dureza
La dureza del agua es uno de los parámetros clave para determinar su calidad. Está determinada por la cantidad de sales de magnesio y de calcio disueltas en el líquido. Se mide en grados franceses (ºfH), un sistema en el que cada grado indica que hay 10 mg de carbonato cálcico [CO3Ca] por cada litro de agua. El carbonato cálcico es el elemento con el que se forman las estalactitas y estalagmitas.
Se considera que el agua es “dura” a partir de 20ºfH, y existe una escala de dureza para clasificar el agua de diferentes regiones:
- Agua blanda: Menos de 8°fH
- Agua moderadamente dura: Entre 8°fH y 18°fH
- Agua dura: Entre 18°fH y 30°fH
- Agua muy dura: Más de 30°fH
También es importante saber que, además del carbonato cálcico disuelto, el agua dura contiene otras sales como el bicarbonato de calcio [Ca(HCO3)2] o el de magnesio [Mg(HCO3)2].
El carbonato de calcio y las incrustaciones
El carbonato de calcio no es completamente soluble en el agua, por eso una parte de él se deposita en las instalaciones hidráulicas y forma cristales de distinta dureza que se adhieren a llaves, tuberías, etc. Ese problema tiene relativa importancia cuando se presenta en sistemas de agua fría, pero se complica cuando el agua se calienta.
Al aumentar la temperatura del agua, los bicarbonatos se convierten en carbonatos y en el proceso liberan CO2, dióxido de carbono.
Este extra de carbonato cálcico se suma al ya existente y se deposita en las incrustaciones, que cada vez se hacen mayores en sistemas abiertos. Cuando los sistemas están cerrados (como en la calefacción), los depósitos no se producen porque el proceso es reversible; es decir que, al enfriarse el agua, el bicarbonato vuelve a formarse.
Evidentemente, a mayor cantidad de agua utilizada en una instalación, más posibilidades hay de que las incrustaciones aumenten.
Las consecuencias de las incrustaciones de cal
Las instalaciones de agua caliente, lavadoras y lavaplatos presentan problemas por las incrustaciones de minerales, con varios resultados:
El problema es progresivo
Una vez que la incrustación comienza, aumentará hasta producir daños considerables en serpentines, calderas, intercambiadores, válvulas y grifería.
Se puede llegar a la obstrucción
Una acumulación de minerales reduce gradualmente el caudal de agua hasta llegar a la obstrucción total de las instalaciones.
Puede poner en peligro la salubridad
Las incrustaciones o acumulaciones de mineral son una base perfecta para el desarrollo de bacterias o de biopelículas (un ecosistema microbiano organizado), lo que deteriora las características higiénicas del agua.
El pH del agua
El pH o potencial de hidrógeno es el segundo parámetro que ayuda a valorar la calidad del agua. Es un indicador que señala si una solución es ácida o alcalina y se mide mediante una escala que va de 0 a14. Si el agua es neutra se habla de un pH de 7; si el indicador señala hacia abajo (menor que 7) se trata con aguas ácidas y hacia arriba (mayor que 7), con aguas alcalinas.
Las aguas más duras suelen ser más alcalinas que las aguas blandas. Sin embargo, conviene no confundir estos dos parámetros porque miden aspectos diferentes y no siempre coinciden. De hecho, es posible encontrar aguas duras con un pH bajo, o ácidas.
Cambios en el pH: de la incrustación a la corrosión
Las variaciones del pH del agua se producen por el aumento o la disminución del dióxido de carbono o CO2 disuelto. Cuando el CO2 baja (con el calor, por ejemplo, tiende a disociarse), aumenta el pH del agua y, al ser esta más alcalina, favorece las acumulaciones de carbonato de calcio.
También puede suceder que el CO2 en el agua aumente porque hay carbonatos en el subsuelo o porque entra agua de lluvia al sistema después de haber recogido CO2 de la atmósfera. Eso hace que descienda el pH y que el agua sea más acida, por lo que disolverá las acumulaciones de carbonato cálcico y luego atacará las tuberías y conexiones metálicas, lo que puede llegar a ser riesgoso.
Otros elementos disueltos en el agua
Los cloruros (compuestos que llevan un átomo de cloro en estado de oxidación) o los sulfatos (sales de ácido sulfúrico) son otros elementos que pueden encontrarse en el agua y que determinan sus efectos, por aumentar o disminuir su poder corrosivo.
Un agua de dureza media-baja (de 10 ºfH) con un pH inferior a 6.9 y una concentración mayor a 200 mg/l de cloruros atacará al hierro y su agresividad aumentará según se incremente la temperatura. Con los mismos 10 ºfH, pH inferior a 7,5 y un contenido de más de 90 gr/litro de sulfatos, el agua atacará al cobre y su efecto también se incrementará al subir la temperatura.
Temperatura
El agua caliente tiende a ser más corrosiva, porque acelera las reacciones químicas que conducen a este fenómeno.
La temperatura del agua aumenta su capacidad para corroer los metales, especialmente en presencia de oxígeno y otros agentes corrosivos. El calor también puede aumentar la movilidad de los iones en el agua, lo que puede incrementar la velocidad de corrosión. Por eso, los sistemas hidráulicos que manejan agua a altas temperaturas deben ser diseñados con materiales resistentes y deben estar sujetos a un monitoreo y mantenimiento regular.
Oxígeno disuelto
El oxígeno disuelto en el agua puede aumentar su potencial corrosivo, especialmente para materiales metálicos.
El oxígeno disuelto puede contribuir significativamente a la corrosión de materiales metálicos en sistemas hidráulicos. Es un elemento altamente reactivo y puede reaccionar con los metales para formar óxidos, lo que resulta en la degradación y corrosión.
La concentración de oxígeno disuelto en el agua puede variar dependiendo de la temperatura, la presión y la agitación del agua. Para reducir el riesgo de corrosión causada por el oxígeno disuelto, se puede eliminar ese oxígeno antes de llevar el agua a sistemas hidráulicos, o se pueden agregar inhibidores de corrosión. Además, el uso de materiales resistentes a la corrosión puede ayudar a mitigar los efectos del oxígeno disuelto en sistemas hidráulicos.
Resistencia del CPVC a la corrosión en instalaciones hidráulicas
La resistencia de las tuberías termoplásticas de FlowGuard® CPVC ante la corrosión es una de las características más destacadas y valoradas en aplicaciones hidráulicas. El compuesto es inherentemente resistente a una amplia variedad de productos químicos y agentes corrosivos presentes en el agua transportada a través de las tuberías.
Esta resistencia se debe a la naturaleza del CPVC, que es una variante mejorada del PVC (policloruro de vinilo) tradicional. El proceso de cloración del PVC para producir CPVC aumenta la resistencia química y térmica del material, haciéndolo mucho más resistente a la corrosión y a las altas temperaturas.
El CPVC no se ve afectado por la corrosión electroquímica, común en tuberías metálicas, donde las reacciones químicas causan la degradación del metal y eventualmente conducen a fugas y fallos estructurales. Además, es resistente a la corrosión microbiológica.
La resistencia a la corrosión hace que las tuberías termoplásticas de FlowGuard® CPVC sean ideales para una amplia gama de aplicaciones hidráulicas, incluyendo sistemas de suministro de agua potable, sistemas de rociadores contra incendios, gracias a BlazeMaster®, sistemas de irrigación agrícola y aplicaciones industriales donde se transportan productos químicos y fluidos corrosivos, el uso de Corzan®.
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