Corrosión en Calefones a Gas

CORROSIÓN EN CALEFONES A GAS GAS

1. INTR INTROD ODUC UCCI CIÓN ÓN La Corrosión es la causa general de la destrucción de la mayor parte de los materiales naturales o fabricados por el hombre. Si bien esta fuerza destructiva ha existido siempre, no se le ha prestado prestado atención hasta los tiempos modernos, modernos, con el avance de la tecnología. tecnología. El desar desarro rollo llo de la indu indust stria ria y el uso uso de comb combus usti tible bles, s, en especi especial al el petró petróleo leo,, han han camb cambia iado do la comp compos osic ició ión n de la atmó atmósf sfer eraa de los los cent centro ross indu indust stri rial ales es y gran grande dess conglomerados urbanos, tornndola ms corrosiva. La corrosión de los metales constituye una de las p!rdidas económicas ms grande de la civilización moderna. La rotura de los tubos de escape y silenciadores de los automotores" el cambio continuo continuo de los serpentines serpentines de los calefones calefones dom!sticos" dom!sticos" roturas roturas de los tan#ues de almacenamiento y tuberías de conducción de agua" el derrumbe de un puente" la rotura de un oleoducto #ue transporta crudo $aparte del costo #ue acarrea el cambio del mismo hay #ue tener en cuenta el problema de contaminación del petróleo derramado, #ue muchas veces es irreversible, así como tambi!n el paro de la refinería%.

2. ANTEC NTECE EDENT DENTE ES Los primeros metales empleados fueron los #ue podían fcilmente reducirse al estado elemental, o bien los #ue se encontraronnativos" por esta condición tales metales no pasan fcil mente al estado combinado y en consecuencia, su corrosión no ocasionó notables

 problemas. Con la introducción de uso del hierro, se alcanza la verdadera magnitud del  problema. &asaron muchos siglos sin iniciarse una verdadera curiosidad por las causas de la corrosión. En '()) *+S- / hizo observar #ue el agua originalmente neutra tiende a volverse alcalina cuando act0a sobre el hierro, esto se debe a #ue en las aguas salinas se  produce hidróxido sódico como producto catódico del proceso electro#uímico de la corrosión. La interpretación de #ue la corrosión es un fenómeno electro#uímico, fue establecida por el franc!s 1E*23 en ')'4. -nvestigaciones de 5*2*3*6 entre ')78 y '789, dieron la demostración de la relación esencial existente entre la acción #uímica y la generaci:n de corrientes el!ctricas. En ')49 fue patentado por .*. E3-S; un sistema rudimentario de protección catódica a  base de corrientes impresas por medio de un nodo inertede grafito remolcado. Entre '7)) y '49) se desarrolló el punto de vista de #ue los cidos eran los agentes  principales responsables de la corrosión, particularmente era sustentado #ue el orín en el hierro #ue se formaba si estaba presente el cido carbónico. &ronto, en '49< se puso de manifiesto por 3+S* =;+3-= y /;>E, #ue el hierro expuesto al agua y oxígeno, sin la presencia del cido carbónico, se forma orín. ;tra teoría de corrosión surgió alrededor de '499 como consecuencia del hallazgo de  peróxido de hidrógeno durante la corrosión de muchos metales, dando lugar a la idea de #ue a#uel act0a como intermediario en el proceso de corrosión. *hora se conoce #ue el  peróxido de hidrógeno se forma cuando hay exceso de oxígeno en el ctodo. En '49( los americanos >*L?E2, CE3E21;L@ y AE, aceptan la corrosión por  lí#uidos neutros con ayuda del oxígeno como estimulador catódico. En '4'9 los alemanes 1E6 y A*BE2, realizan amplias investigaciones sobre corrosión, fueron los primeros en establecer medidas de velocidad de corrosión en numerosos lí#uidos, sobre hierro y acero, estableciendo cuantitativamente el hecho de #ue el ata#ue del hierro se estimula por contacto con un metal ms noble, mientras #ue el contacto con

un metal ms activo confiere protección total o parcial, en este sentido ya en ')8 Sir  1+@&12E6 3*B6 había propuesto proteger el cobre con hierro o cinc contra el agua de mar, como consecuencia de estudios efectuados comisionado &or el *lmirantazgo Aritnico, sobre las intensas corrosiones #ue se presentaban en el cobre de la obra viva de sus bu#ues. 1asta el aDo '47 la creencia predominante fue de #ue las corrientes galvnicas o de corrosión eran producidas generalmente por metales distintos en contacto, así se llegó a considerar #ue un metal perfectamente puro y uniforme, si se pudiera obtener, sería in corrosible. +n buen eFemplo de esta nueva forma de actuación lo constituyen las investigaciones llevadas a cabo sobre la corrosión de los tubos de condensadores marinos, #ue llegó a constituir problema de tal magnitud para la marina britnica en la guerra '4'8G') #ue hasta  pudo decirse, con la oportuna dosis de exageración, #ue llegaron a producir mayor   preocupación para el *lmirantazgo Aritnico #ue la flota enemiga. Los trabaFos de comisiones t!cnicas constituidas por el Comit! de Corrosión del -nstitut of @etals y la Aritish on5errous 2esearch *ssociation, Funto con el desarrollo industrial de nuevas aleaciones resistentes a la corrosión, meForaron profundamente la posición del problema. En las 0ltimas d!cadas, las necesidades industriales han conducido al estudio de problemas  planteados durante la explotación. 3e este modo se han conocido la corrosión intergranular  del latón en atmósferas #ue contienen amoniaco" corrosión intergranular del acero expuesto a la acción de agua caliente al calina y en presencia de tensiones. ambi!n durante la guerra de '4'8G'), se observó la fatiga con corrosión en los cables de remol#ue en los transportes marítimos, resultado de la asociación de la acción #uímica y mecnica. El aDo '47) marca un hito en la historia de los conocimientos sobre la corrosión gracias a las aportaciones del belga &;+22*-H" por sus trabaFos en el campo de la ermodinmica aplicada a la corrosión. 3esafortunadamente, para la firmeza de estas nuevas teorías sobre las reacciones de corrosión termodinmicamente posibles, no ocurren en la prctica, debido al aislamiento producido por los productos de la corrosión.

5inalmente es de Fusticia mencionar en el campo del planteamiento pragmtico, las grandes aportaciones de la -ndustria &etrolera @undial, y de las @arinas de los países desarrollados en el logro de las t!cnicas de anticorrosión. Los materiales, debido a la exposición electro#uímica sobre su entorno, se encuentran sometidos a una serie de agresiones #ue provocan la modificación de su composición #uímica y con ello la alteración de algunas de sus propiedades físicas. La corrosión es una reacción #uímica $ oxidorreducción% en la #ue intervienen tres factoresI la pieza manufacturada, el ambiente y el agua, o por medio de una reacción electro#uímica. Los factores ms conocidos son las alteraciones #uímicas de los metales a causa del aire, como la herrumbre del hierro y el acero o la formación de ptina verde en el cobre y sus aleaciones $ bronce, latón%. Sin embargo, la corrosión es un fenómeno mucho ms amplio #ue afecta a todos los materiales $metales, cermicas,  polímeros, etc.% y todos los ambientes $medios acuosos, atmósfera, alta temperatura, etc.%

3. PLANTEAMIENTO DE PROBEMA

¿La corrosió !" #a $ar%" &i!r'(#ica ) #as (io"s

3.1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

3.1.1. CALEFONES +n calentador de agua, o calentador de lava, calefón, caldera o boiler es un dispositivo termodinmico #ue utiliza energía para elevar la temperatura del agua. Entre los usos dom!sticos y comerciales del agua caliente estn la limpieza, las duchas, para cocinar o la calefacción. * nivel industrial los usos son muy variados tanto para el agua caliente como para el vapor de agua. Entre los  combustibles utilizados se encuentran el gas natural,   gas propano $=L&%, #ueroseno  y el carbón, aun#ue cada día se usa ms la electricidad, la energía solar,  bombas de calor  $compresor % de refrigeradores o de acondicionadores de aire, calor  reciclado de aguas residuales $no aguas negras% y hasta energía geot!rmica. En el caso de las aguas calentadas con  energías alternativas o  recicladas, estas usualmente se combinan con energías tradicionales.

3.1.1.1.

TIPOS DE CALEFONES

Los tipos de calentadores de agua ms conocidos sonI Calentador de punto

• • •

Calentador de paso $boiler% Calentador de acumulación Calentador a =as

El tipo de calentador y el tipo de combustible a seleccionar depende de muchos factores como la temperatura del agua #ue se desea alcanzar, disponibilidad local del combustible, costo de mantenimiento, costo del combustible, espacio físico utilizable, caudal instantneo re#uerido, clima local, y costo del calentador.

3.1.1.1.1. Ca#"%a!or"s a Gas El cual funciona en forma continua mediante la combustión de gas propano $ =L&% , utilizado para la producción instantnea de agua caliente principalmente para usos sanitarios $ducha, lavamanos, lavaplatos%. Su funcionamiento est basado en una

serpentina por donde circula el agua, la cual es calentada por una serie de #uemadores controlados.

3.1.1.1.1.1.

CAPACIDAD

La capacidad de los calefones va desde los < a los ': litros" antes de definir cul es el #ue meFor responde a tus necesidades es importante considerarI •

 0mero de baDos #ue posee la casa o departamento. @ientras ms baDos

•

 posea deber considerar un artefacto de mayor capacidad $litros%. Si necesita de un consumo mximo en un tiempo simultneo $por eFemplo, si se necesita agua caliente al mismo tiempo en ms de un lugar%.

&resión de la red de agua, todos los calefones tienen una presión mínima de encendido para #ue se encienda la llama piloto y empiece la combustión completa. Sin embargo, para #ue el calefón tenga un buen desempeDo, es necesario #ue la  presión de red sea superior a la presión mínima de encendido. &ara todos los calefones, se recomienda #ue la presión dinmica de red sea de ', bar o superior. 3ebaFo de ese valor se recomienda el uso de termos.

3.1.1.1.1.2.

PARTES DEL CALEFÓN A GAS

3.1.1.1.1.3.

INSTALACIÓN

El calefón debe ser montado en un lugar volumen. Siempre es recomendable

-i" "%i#a!o  de al menos ( m7 de

is%a#ar "# ca#"*ó " "# "/%"rior , donde el

tubo de evacuación de los gases tóxicos est! totalmente vertical, o en su defecto, inclinado en un ngulo mximo de 8< grados y elevado en un mínimo de 8< cm por 

sobre el techo de la vivienda. El calefón debe ser instalado por profesionales autorizados por la Superintendencia de Electricidad y Combustibles $SEC% y en estricta conformidad con las especificaciones t!cnicas de cada fabricante.

3.1.1.1.1.3.1. INSTALACIÓN EN INTERIOR Si el calefón est instalado en el interior de la casa, se debe procurar #ue cuente con los espacios necesarios para #ue funcione adecuadamenteI

•

AI *lto $',9 m ms la altura del calefón%.

•

BI *ncho de la habitación.

•

CI Largo de la habitación.

•

A 0 B 0 CJ Superficie de la habitación, #ue debe ser superior a los ( m7, sin considerar muebles.

•

DI Celosía '