SISTEMA DE ABLANDAMIENTO DE

AGUA

Gestión del Mantenimiento Avanzado

Ing. Carlos Aguilar Narváez

Video introductorio

Introducción…..

El agua se encuentra en la naturaleza y va acompañado de diversas sales y gases en disolución, éstos elementos son dañinos para el buen funcionamiento de una caldera, por lo que hay que tratar las aguas antes de introducirlo en ellas. Según los elementos que acompañan al agua, podemos considerar dos grandes grupos :

Elementos Disueltos

Elementos en Suspensión

Según la concentración de elementos disueltos y elementos en suspensión nos podemos encontrar con diferentes tipos de aguas

Aguas Duras Aguas Blandas Aguas Neutras Aguas AlcalinasImportante presencia de compuestos de calcio y magnesio, poco solubles, principales responsables de la formación de depósitos e incrustaciones

Su composición principal está dada por sales minerales de gran solubilidad.

Componen su formación una alta concentración de sulfatos y cloruros que no aportan al agua tendencias ácidas o alcalinas

Las forman las que tienen importantes cantidades de carbonatos y bicarbonatos de calcio, magnesio y sodio

Ablandador de Agua Un ablandador de agua es una unidad que se utiliza para ablandar el agua,

eliminando los minerales que hacen a dicha agua ser dura.

Ablandamiento de Agua

El Ablandamiento del agua es una técnica que sirve para eliminar los iones que hacen a un agua ser dura.

Este procedimiento es importante en la potabilización del agua, ya que las aguas duras son las causantes de atascar las tuberías y complicar la disolución de detergentes y jabones en agua.

Qué hace en el agua?

Son específicos intercambiadores de iones que son diseñados para eliminar iones, los cuales están cargados positivamente. Los ablandadores mayormente eliminan los iones de calcio (Ca2+) y magnesio (Mg2+).

FuncionamientoLos iones de calcio y

magnesio intercambian

posiciones con los iones de sodio

contenidos en la molécula de la resina

Los iones de sodio van hacia la solución en el agua y los de magnesio y calcio

llegan a formar parte de la resina.

El ablandador tiene contiene una

pequeña capa de grava e el fondo, la

cama de la resina se tiende directamente

sobre ella.

El agua ingresa por la parte superior del

tanque y fluye hacia abajo atravesando la

cama de la resina.

A medida que se siga tratando cantidades de agua la resina se

saturará con más iones de calcio y

magnesio.

La eficacia del ablandador disminuye cuando el agua pase a través de la resina

con una dureza inaceptable mayor a

4 ppm

La resina es regenerada para restablecer su

eficiencia

La regeneración se cumple regando la

resina con una solución muy fuerte

de sal disuelta.

Los iones de sodio vuelven a formar

parte de las moléculas de la

resina, se enjuaga de la cama de resina y

del tanque

Proceso de Regeneración :

Cuando la resina se satura de iones, se hace fluir una solución salina a través de las resinas, para su recuperación. El agua de regeneración ingresa a la columna por la parte inferior ,pasa por las boquillas, regenera las resinas y expande el manto. Este se eleva de manera uniforme sobre toda la superficie. El exceso de solución salina es enjuagado y la resina vuelve a estar lista para cumplir su función. Todo este proceso de limpieza se realiza totalmente automático, por medio de válvulas hidráulicas

Pasos para la Regeneración de la Resina Ablandamiento: operación normal cuando se suaviza el agua. Retro-Lavado: agua fluye en contracorriente para dilatar y afloja el

material, limpiar la acumulación de sedimentos. Regeneración: la salmuera fluye a traves de la resina intercambiando

iones de calcio y magnesio por sodio. Enjuague: el agua de lavado retira la mayor parte de la salmuera no

usada.

CONSECUENCIAS DEL MAL USO

Tipos de ataques al metal de la caldera por las impurezas del agua: Ataques de ácido carbónico. Ataque por picado de oxígeno. Ataque por picado en la superficie

exterior de los tubos de una caldera pirotubular.

El agua que ingresa a un tanque de ablandamiento pasa a través de una cama de resina de intercambio de iones, durante este contacto los iones de calcio y de magnesio se extraen del agua.

La regeneración de la resina requiere de cuatro pasos, los cuales son :

Ablandamiento• Consiste en una

operación normal cuando se está suavizando el agua

Retro lavado

• Durante el ciclo el agua fluye rápidamente hacia arriba a través de la cama e resina para dilatar y aflojar el material y limpiar la acumulación de sedimento.

Regeneración

• La salmuera del tanque de almacenamiento, fluye lentamente y extrae los iones de calcio y magnesio de la resina.

Enjuague

El agua de lavado fluye a través del lavado de salmuera , el agua de lavado retira la mayor parte de la salmuera no usada

Tanque de Salmuera Tiene la finalidad de producir salmuera para la regeneración de la resina de los

ablandadores de agua .El tanque es un recipiente de acero al carbono , que contiene grava en el fondo . El único propósito de la grava es proveer un lecho de soporte a la sal y evitar que ésta sea arrastrada.

VENTAJAS DE APLICAR UN SISTEMA DE ABLANDAMIENTO

En una sola operación se elimina la totalidad de la dureza (evita la formación de incrustaciones, comúnmente llamado sarro.

Ausencia de pérdida de carga. Ausencia de contaminación. Tecnología de primer nivel :Tratamiento limpio. Reduce importantes costos de operación y disposición. Producción de sistemas automatizados, mediciones más controladas y confiables,

espacios reducidos, flujos y calidades constantes.

Tipos de Ablandamiento

ABLANDAMIENTO QUIMICO

ABLANDAMIENTO CON CAL

ABLANDAMIENTO CON CARBONATO SÓDICO Y CAL

ABLANDAMIENTO CON SODA CÁUSTICA

ABLANDAMIENTO QUIMICO

Consiste en la adición de sustancias al agua que reaccionan con los iones calcio y magnesio, transformándolos en compuestos insolubles, que son separados del agua por procedimientos físicos convencionales (decantación y filtración). Existen varios procedimientos para realizar el ablandamiento del agua:

Con cal Con carbonato sódico y cal Con soda cáustica (hidróxido de sodio)

ABLANDAMIENTO CON CAL

Cuando a un agua se añade cal (hidróxido cálcico), tienen lugar las siguientes reacciones con la dureza:

(1)CO2 + Ca(OH)2 ⇒ CO3Ca ↓ + H2O

(2)(CO3H)2Ca + Ca(OH)2 ⇒ 2 CO3Ca ↓ + 2 H2O

(3)(CO3H)2Mg + Ca(OH)2 ⇒ CO3Ca + CO3Mg.2H2OCO3Mg + Ca(OH)2 ⇒ Mg(OH)2 ↓ + CO3Ca ↓

(4)SO4Mg + Ca(OH)2 ⇒ Mg(OH)2 ↓ + SO4CaCl2Mg + Ca(OH)2 Mg(OH)2 ↓ + Cl2Ca

ABLANDAMIENTO CON CARBONATO SÓDICO Y CAL Cuando es necesario eliminar dureza permanente del agua, las

reacciones anteriormente formuladas con la cal no son suficientes, siendo necesario hacer un tratamiento con carbonato sódico y cal.

En este tratamiento, a las reacciones formuladas con la cal, previamente descritas, se añaden las siguientes:

SO4Ca + CO3Na2 ⇒ CO3Ca ↓ + SO4Na2 Cl2Ca + CO3Na2 ⇒ CO3Ca ↓ + 2 ClNa

Estas reacciones representan la eliminación de dureza permanente

correspondiente a los sulfatos y cloruros respectivamente, y

completarían las reacciones (4) formuladas en el tratamiento con cal.

ABLANDAMIENTO CON SODA CÁUSTICA Se puede considerar como una variante del proceso

de ablandamiento con carbonato sódico y cal. La reacción básica del proceso es la siguiente:

(CO3H)2Ca + 2 NaOH ⇒ CO3Ca ↓ + CO3Na2 + 2 H2O

Se produce la precipitación del carbonato cálcico y la formación de carbonato sódico, que reaccionará con la dureza permanente, de acuerdo con las reacciones formuladas anteriormente.

CUÁLES SON LOS PROBLEMAS QUE UN ABLANDADOR DE AGUA PUEDE CURAR?  El ablandador de agua elimina la formación de

incrustaciones y las dificultades de limpieza relacionadas con el agua dura. Ellos también remueven bajos niveles de hierro y manganeso.

SUS LIMITACIONES ?

Presencia de niveles moderados para altos de hierro y/o

manganeso en el agua bruta. El problema es que, al igual que el

calcio y el magnesio, el hierro y el manganeso también hacen

intercambio iónico con el lecho de resina

Niveles de turbidez del agua,partículas de tamaño grande y/o elevada turbidez

pueden bloquear mecánicamente la superficie de intercambio del lecho de resina, y así reducir su capacidad de ablandamiento del agua que pasa a

través de él

Es recomendable la instalación de filtros removedores de partículas/sedimentos en la línea de agua antes de la unidad ablandadora de agua.

Instalación de un Ablandador

MANTENIMIENTO DE LOS ABLANDADORES DE AGUA

¿Cuándo hay necesidad de sustituir a un ablandador de agua?

Cuando el agua no llega a ser lo suficientemente suave, primero debe tener en cuenta los problemas

con la sal que se usa, o mal funcionamiento mecánico de los componentes de suavizante

Cuando estos elementos no son la causa de ablandar el agua mala, puede ser el momento de sustituir su resina. Y la experiencia mostró que la

mayoría de las resinas del suavizador de agua y un intercambiador de iones tendrá una duración de

unos diez a quince años.

MANTENIMIENTO DE LOS ABLANDADORES DE AGUA ¿Un tanque de salmuera de un ablandador de agua que sea

necesario limpiar? 

Generalmente es necesario para limpiar un tanque de salmuera, salvo que el producto de la sal que se utiliza tiene una gran cantidad de material insoluble en agua, o hay una avería grave de algún tipo. Si hay una acumulación de material insoluble en la resina, el tanque debe limpiarse para evitar el mal funcionamiento suavizante.

Control de Incrustaciones

ABLANDAMIENTO DE AGUA

Reduce los iones calcio y magnesio.

TRATAMIENTO QUIMICO

Uso del fosfato trisodico.

PURGAS

Removiendo el agua del caldero que contiene una alta concentración de solidos disueltos.

Corrosión

Ocurre por una alcalinidad baja a 7 pH el tratamiento se logra

usando aguas que se encuentren entre un 8.5 a 9 de pH agregando fosfato trisodico, otra alternativa seria usando la

hidrozina.

Para reparar una unidad de ablandamiento es necesario considerar lo siguiente :

Reunir la información

La comprensión del funcionamiento

defectuoso.

Identificar cuales parámetros pueden

ser evaluados

Identificar la fuente del problema.

Corregir/reparar el componente

Verificar la reparación

Realizar RCA

Medidas FuncionalesAdecuado manejo de la maquinaria

Evitar la obstrucción o reducción de las maquinarias y materiales usados

Implementar medidas para evitar gastos innecesarios para la reparación de la unidad

Protección de la unidad de ablandamiento realizando mantenimientos preventivos.

¿Qué es 'mushing' y por qué debe evitarse?

Cuando suelta pellets sal compactada o sal cubo de estilo se utilizan en una resina, puede formar pequeños cristales de sal evaporada, que son similares a la sal de mesa. Estos cristales pueden bonos, creando una masa espesa en el tanque de salmuera. Este fenómeno, conocido

comúnmente como 'mushing', puede interrumpir la producción de salmuera, que es el elemento más importante para enfriar las gotas de resina en un ablandador de agua. Sin la producción de hielo, un

ablandador de agua no es capaz de producir agua dulce

Acciones Correctivas :

El operador de calderas puede controlar y compensar por los efectos indeseables del agua de proceso en la caldera mediante la adición de productos químicos como antiespumantes, secuestrantes de metales corrosivos, neutralizadores de gases corrosivos, modificadores de alcalinidad y pH, etc. 

Conclusiones

Se ha podido conocer que el ablandador de agua es un equipo que por medios mecánicos, químicos tratan el agua para evitar, minimizar o reducir, los contenidos de sales minerales.

Uno de los aspectos más resaltantes que se ha podido identificar reside en su aplicabilidad industrial, pues el ablandar el agua evita que las aguas con altos contenidos de sales de calcio o magnesio (aguas duras) formen incrustaciones minerales en las paredes de las tuberías.

Integrantes :Ñique Pérez RominaBardales Martínez AlejandraGutiérrez Gallardo DanielValqui Meléndez Luiggi