Uno de los mayores motivos de pérdida de agua en las conducciones, y responsable del desperdicio de miles de hectómetros de agua al año son las fugas debidas a la oxidación o procesos de degradación de las conducciones de las redes de agua.
Pero ¿por qué se producen estas oxidaciones?, ¿a qué son debidas principalmente? Vamos a tratar de dar unos pocos matices para ver cómo se producen estos procesos y como no estamos libres de ellos en ningún área de España.
La corrosión en tuberías es un proceso de deterioro de los materiales de fabricación debido a reacciones químicas y electroquímicas con su entorno, lo que puede resultar en la pérdida de material, la degradación del rendimiento y la disminución de la vida útil de las tuberías.
Los principales efectos negativos que ocasiona son ,la reducción del espesor de la pared de la tubería, la disminución de la resistencia mecánica, la pérdida de estanqueidad, la disminución del flujo de líquido, la formación de obstrucciones y la contaminación del líquido transportado.
Tipos de Corrosión
Hay varios tipos de corrosión que pueden afectar a las nuestras conducciones, las principales son:
- Corrosión electroquímica generalizada: Es el tipo de corrosión más común y se produce cuando hay una interacción entre el material de la tubería, un electrolito (como el agua o el suelo) y un potencial eléctrico. Puede ocurrir en forma de corrosión uniforme en toda la superficie de la tubería.
- Corrosión por picaduras: Ocurre cuando se forman pequeñas áreas de concentración de corrosión en la superficie de la tubería debido a la presencia de contaminantes o discontinuidades en el material. Esta es la más frecuente y peligrosa en nuestras instalaciones ya que la aparición de una picadura en sí genera una nueva discontinuidad en la superficie del material, empezando una generación de picaduras en cadena y con crecimiento exponencial. Una de las especies más peligrosa en agua para producir esta corrosión es la concentración elevada de cloruros, que por encima de 100 ppm oxidan el acero al carbono y por encima de 1000 ppm el acero inoxidable.
- Corrosión galvánica: Se produce cuando dos metales diferentes están en contacto en una tubería y hay un flujo de corriente eléctrica entre ellos debido a una diferencia en su potencial eléctrico. Esto puede acelerar la corrosión en la tubería. Muy frecuente cuando una instalación se modifica y rectifica en diferentes periodos en los que los materiales de construcción dominantes cambian de una época a otra.
- Corrosión por aireación diferencial: Se producen por deposiciones de materiales en el interior de la conducción sobre la superficie de la misma, cambiando la polaridad de la superficie del metal, entre los tramos con deposición y los tramos libres, de modo que se produce un par galvánico entre ellos y sobre el propio metal, generando la oxidación del metal sobre el que se ha depositado o decantado el material.
- Corrosión por erosión: Se produce cuando el flujo de líquido en la tubería es lo suficientemente rápido como para causar desgaste en la superficie de la tubería, lo que puede debilitarla y provocar cavitación y corrosión.
Causas de la Corrosión
Las causas por las que se producen cada uno de los casos anteriores puede deberse a distintos factores: la calidad del material de la tubería, la composición química del agua o del suelo que entra en contacto con las tuberías, el pH del medio, la temperatura, la presión, la presencia de agentes corrosivos como gases, productos químicos o bacterias.
Todos estos parámetros de un modo u otro empezarán a acelerar el proceso de corrosión natural de la conducción y es sobre estos mismos parámetros sobre los que podemos actuar para evitar que esto suceda.
Es importante llevar a cabo medidas de prevención y control de la corrosión en las tuberías para garantizar su integridad y prolongar su vida útil. Algunas medidas comunes incluyen el uso de recubrimientos protectores en las tuberías, el control del pH y la composición química del agua o del suelo, la protección catódica mediante la adición de químicos, el diseño adecuado de la tubería, la selección de materiales resistentes a la corrosión y la inspección regular de las tuberías.
Cuencas Hidrográficas de España
En España, hay varias cuencas hidrográficas que se consideran áreas con agua corrosiva. Estas áreas son conocidas por tener agua con características químicas y físicas que pueden causar la corrosión de infraestructuras y equipos que están en contacto con ella.
Algunas de las cuencas con agua corrosiva en España son:
- Cuencas del río Tinto y Odiel: Estas cuencas se encuentran en la provincia de Huelva, en el suroeste de España, y son conocidas por tener aguas con alta acidez y alto contenido de metales pesados, lo que puede causar corrosión en infraestructuras y equipos metálicos.
- Cuencas del río Ebro: El río Ebro es uno de los ríos más largos de España y atraviesa varias comunidades autónomas. En algunas áreas de su cuenca, el agua puede tener un alto contenido de sales disueltas, como sulfatos y cloruros, lo que puede causar corrosión en infraestructuras y equipos metálicos.
- Cuencas del río Segura: El río Segura se encuentra en el sureste de España, en la Región de Murcia y la Comunidad Valenciana. El agua de algunas áreas de su cuenca puede tener un alto contenido de sales disueltas, especialmente sulfatos y cloruros, lo que puede causar corrosión en infraestructuras y equipos metálicos.
- Cuencas del río Júcar: El río Júcar se encuentra en la Comunidad Valenciana y atraviesa varias provincias. En algunas áreas de su cuenca, el agua puede tener un alto contenido de sales disueltas, lo que puede causar corrosión en infraestructuras y equipos metálicos.
Es importante tener en cuenta que la corrosión del agua puede variar en diferentes zonas dentro de una cuenca, y la corrosividad del agua puede cambiar con el tiempo debido a factores como las condiciones climáticas, la estacionalidad y las actividades humanas. Es necesario realizar estudios y análisis específicos para determinar la corrosividad del agua en una cuenca hidrográfica en particular y tomar las medidas adecuadas para prevenir o mitigar los efectos de la corrosión en las infraestructuras y equipos que están en contacto con el agua.
A parte de por la naturaleza de las aguas (cuencas hidrográficas), la oxidación también puede variar según la ubicación geográfica y las características específicas del entorno. Algunas áreas donde se han reportado problemas de corrosión en tuberías en España incluyen:
- Zonas costeras: Las áreas costeras, donde el agua de mar o el aire marino pueden estar en contacto con las tuberías, son propensas a problemas de corrosión debido a la alta concentración de cloruros y otros compuestos salinos en el ambiente. Esto puede causar corrosión por picaduras o corrosión galvánica en las tuberías de metal, incluyendo acero inoxidable, acero al carbono y otros materiales.
- Zonas industriales: Las áreas con actividad industrial, como zonas con fábricas, plantas químicas, centrales eléctricas u otras instalaciones industriales, pueden tener problemas de corrosión en las tuberías debido a la presencia de ácidos, productos químicos y otros compuestos corrosivos en el agua o en el aire.
- Zonas con agua de alta dureza: Algunas áreas de España tienen agua de alta dureza, lo que significa que contiene altos niveles de minerales como calcio y magnesio. Este tipo de agua puede causar problemas de corrosión en las tuberías debido a la formación de depósitos e incrustaciones en las superficies internas de las tuberías, lo que puede conducir a la corrosión y obstrucciones en el flujo de agua.
- Zonas con suelos ácidos: En algunas áreas de España, los suelos pueden tener un pH ácido debido a la presencia de materiales geológicos como pizarras o turberas. Esto puede provocar la acidificación del agua subterránea y causar problemas de corrosión en las tuberías que transportan este tipo de agua.
El agua como alimento y en la industria alimentaria
Si nos centramos en el agua como alimento o la industria alimentaria tendremos que hacer hincapié en muchos aspectos de nuestra instalación:
- Temperatura y humedad: En la industria alimentaria, los procesos de producción a menudo implican altas temperaturas y niveles de humedad, lo que puede acelerar la corrosión de las tuberías. Es importante seleccionar materiales que sean adecuados para las condiciones de temperatura y humedad en las que se utilizan las tuberías.
- Limpieza y desinfección: Los procedimientos de limpieza y desinfección utilizados en la industria alimentaria, como el uso de detergentes, ácidos o agentes de limpieza, pueden tener un efecto corrosivo en las tuberías si no se seleccionan y usan adecuadamente. Es importante asegurarse de que los productos químicos utilizados sean compatibles con los materiales de las tuberías y se utilicen según las recomendaciones del fabricante.
- Microbiología: La presencia de microorganismos en los sistemas de tuberías de la industria alimentaria puede contribuir a la corrosión. Algunos microorganismos pueden producir ácidos u otros productos químicos corrosivos como parte de su metabolismo, lo que puede dañar las tuberías.
- Selección de materiales: La selección de materiales adecuados para las tuberías en la industria alimentaria es crucial para prevenir la corrosión. Es importante utilizar materiales resistentes a la corrosión, como acero inoxidable de grado alimentario, plásticos de grado alimentario o materiales con recubrimientos protectores, que sean compatibles con los alimentos procesados y los procedimientos de limpieza y desinfección. La normativa actual el RD3/2023 de enero de 20023, nos indica cuales son los materiales recomendados para las instalaciones de agua de consumo humano.
- Mantenimiento y monitoreo: Es esencial realizar un mantenimiento regular y un monitoreo adecuado de las tuberías en la industria alimentaria para identificar y corregir cualquier signo de corrosión o deterioro. Esto puede incluir inspecciones visuales, pruebas de corrosión, análisis de agua y seguimiento de parámetros operativos para asegurarse de que las tuberías estén en buen estado y funcionando correctamente.
La prevención y control de la corrosión en tuberías en la industria alimentaria es esencial para garantizar la seguridad y calidad de los alimentos, así como para mantener la integridad de las instalaciones y equipos de producción. Consultar con expertos en corrosión como Grupo Beta y seguir las mejores prácticas de limpieza y mantenimiento son pasos importantes para prevenir la corrosión en las tuberías en la industria alimentaria.
Instalaciones de Acero Inoxidable
Y, ¿me libro de la corrosión si mi instalación es de acero inoxidable? Lo siento, pero no.
El agua más corrosiva para las tuberías de acero inoxidable suele ser aquella que contiene altos niveles de cloruros, ácidos y otros compuestos químicos agresivos. El acero inoxidable es generalmente resistente a la corrosión en muchos ambientes, pero puede corroerse en ciertas condiciones extremas.
En el caso de las tuberías de acero inoxidable, el agua con alto contenido de cloruros, como el agua marina o el agua salina, puede causar corrosión por picaduras como ya hemos comentado. Esto ocurre cuando los cloruros penetran en la superficie del acero inoxidable y causan corrosión localizada en forma de pequeñas picaduras o grietas, lo que puede debilitar la integridad de la tubería.
Además, el agua con altos niveles de ácidos, como el agua ácida en áreas con actividad industrial o agua con alto contenido de dióxido de carbono (CO2), puede causar corrosión ácida en el acero inoxidable. Esto puede provocar la pérdida de espesor del material y la formación de picaduras o grietas.
Para concluir es importante tener en cuenta que la corrosión de las tuberías es un fenómeno complejo que puede ser influenciado por múltiples factores, como hemos expuesto. Por lo tanto, es esencial realizar evaluaciones y análisis específicos en cada caso para identificar y abordar los problemas de corrosión en las tuberías de manera adecuada y efectiva.
Cómo prevenir la corrosión de tuberías metálicas
Para prevenir la corrosión de tuberías metálicas, se pueden implementar diversas acciones, lo más importante es ponerse en manos de un buen experto que nos asesore en:
- Selección adecuada de materiales: Elegir materiales de tuberías que sean resistentes a la corrosión en función del entorno en el que se utilizarán. Por ejemplo, optar por aceros inoxidables, aceros galvanizados o materiales plásticos resistentes a la corrosión en áreas corrosivas.
- Revestimientos protectores: Aplicar revestimientos protectores en las superficies internas y externas de las tuberías, como pinturas, recubrimientos epoxi, poliuretano, o revestimientos cerámicos, que creen una barrera física entre el metal y el medio corrosivo.
- Protección catódica: Implementar sistemas de protección catódica, que son técnicas electroquímicas utilizadas para proteger las tuberías metálicas contra la corrosión. Estos sistemas pueden incluir ánodos de sacrificio o corriente impresa que ayudan a proteger el metal de la corrosión al actuar como cátodo y atraer los iones corrosivos. La adición de químicos que actúan bien sobre el ánodo o el cátodo impidiendo que aparezca el par galvánico., etc.
- Control de la calidad del agua que transporto: modificando la composición del agua mediante técnicas de tratamiento de aguas puedo modificar el carácter oxidante de la misma y conducirla hacia el equilibrio químico.
- Diseño y fabricación adecuados: Asegurarse de que el diseño y la fabricación de las tuberías metálicas cumplan con las normas y estándares adecuados, así como con las especificaciones del entorno en el que se instalarán. Esto puede incluir la protección adecuada de las uniones y soldaduras, el uso de materiales de soldadura compatibles y la prevención de la formación de puntos de corrosión.
- Mantenimiento adecuado: Implementar un programa de mantenimiento regular para inspeccionar y monitorear el estado de las tuberías, identificar y reparar posibles áreas corrosivas, y aplicar recubrimientos protectores o sistemas de protección catódica de manera periódica.
- Educación y capacitación: Capacitar al personal encargado del manejo y mantenimiento de las tuberías sobre las mejores prácticas de prevención de la corrosión, incluyendo la identificación temprana de posibles problemas de corrosión y la adopción de medidas adecuadas para prevenir la corrosión.
En resumen, prevenir la corrosión en tuberías metálicas requiere una combinación de selección adecuada de materiales, aplicación de revestimientos protectores, implementación de sistemas de protección catódica, control del medio ambiente, diseño y fabricación adecuados, mantenimiento regular y capacitación del personal. La prevención de la corrosión es esencial para garantizar la integridad y durabilidad de las tuberías, y evitar la pérdida del precioso tesoro que transportan, el agua que tanto escasea actualmente.
Miguel Ángel Maupoey Alfonso
Ingeniero Químico
Grupo Beta